CHAPITRE VI

$ 1. Action 4e l’aimant «nr Ica corpa non maipiétiiinea antre que celle qui proTlent de l’indnction.

L’une (les circonslances qui ont constamment le mieux caractérisé le magnétisme, c’est sa spécialité, c’est-à-dire le petit nomtre de corps capables d’être aimantés ou influencés par l’aimant. Le fer et l'acier, plus tard le nickel et le cobalt ont été longtemps considérés comme les seules substances susceptibles d’acquérir et de manifester des propriétés magnétiques. La découverte du magnétisme par rotation semblait d’abord devoir motbfier cette manière de voir; mais le fait que le mouvement est nécessaire pour qu’il y ait action d’un corps quelconque sur l’aimant, suffit pour montrer qu’il ne s’agit pas ici d’une véritable action magnétique, puisque le corps en repos n’exerce aucun effet. D’ailleurs, l’explication du phénomène par la production des courants d’induction, le rattache à un tout autre ordre de faits.

L'universalité du magnétisme, c’est-à-dire la disposition de tous les corps, aussi bien que celle du fer, du cobalt et du nickel, à obéir à l’influence d’un aimant, doit, pour être démontrée, se manifester directement par une action continue exercée par un aimant en repos sur un corps également en repos. Autrement on peut toujours craindre que les actions que l’on prend pour des phénomènes magnétiques, ne soient simplement que des effets d’induction.

L’induction ou, pour mieux dire, les courants induits peuvent, en effet, donner lieu à des mouvements. Ainsi, par exemple, si je place au-dessus, mais entre les pôles d’un fort électro-aimant dont les deux branches sont verticales, un anneau de cuivre de 12 à 15 centimètres de diamètre, fait d’une

ACTIO» DU MAGÜÉTISIIE SDH TOUS LES CORPS. 457 lame très-mince et large d'un' centimètre, par conséquent trèsléger et délicatement suspendu, je puis exciter chez lui des courants d’induction en aimantant et désaimantant l’éleclroaimant au moyen d'un courant voltahiue; et j’ai la preuve de l’existence de ces courants par les mouvements que cet anneau exécute sous l’influence des pôles magnétiques. Ces mouvements deviennent encore plus sensibles si on entoure l’anneau d’une ceinture de courants voltaïques très-forts, transmis à travers un ül de cuivre recouvert de soie, faisant plusieurs circonvolutions circulaires. On le voit alors obéir à l’action de ces courants comme si lui-même faisait partie d’un circuit électrique, preuve que sous l’influence de l’électro-aimanl il est traversé par un courant d’induction que son propre mouvement renouvelle à chaque instant. On peut, pour se convaincre que c’est à cette cause qu’il faut attribuer l’eflet observé, couper l’anneau quelque part dans son pourtour, et réunir les deux bouts séparés par une substance isolante; il n’y a plus action parce que le courant ne peut plus circuler, ni par conséquent s’établir; mais aussitôt que les deux bouts se touchent en communiquant entre eux par un bon conducteur, l’action recommence '.

Au reste, un physicien français, M. Lallemand, a réussi à démontrer directement que les courants instantanés, produits par l’induction, s’attirent ou se repoussent les uns les autres comme les courants continus et suivant les mêmes lois. 11 a même observé que les courants tertiaires, qui ne produisent pas au galvanomètre de déviations appréciables, agissent trèsvivement les uns sur les autres, soit par attraction, soit par répulsion. L’action du courant inducteur sur le courant induit présente quelques particularités remarquables que j’ai eu éga-

< Nous avions déjà, en 1822, observé, M. Ampère et moi, qu’un anneau cirrulaire fait d'une bande de cuivre mince, délicatement suspendu au milieu d'un anneau extérieur formé de plusieurs circonvolutions d'un ül de cuivre entouré de soie, se mettait en mouvement sous l’action des pAles d'un aimant en fer a cheval, au moment où on fort courant électrique traversait la ceinture de fli de cuivre. C’était évidemment un phénomène d’inducDon (Am. de Phys, et de Ch. T. XII. 1822, p. 222).

458 MAOrtÉTISME ET tLECTBO-DTIAMIOrE.

lement l’occasion de vérifier dans les expériences avec l’éleclro^ aimant que je viens de fapporlcr plus haut. Le circuit mobile est énergiquement Tepoussé, quoiqu'il soit parcouru par les deux courants induits directs et inverses; il semblerait ert résulter que le courant inducteur agit par répulsion sur les deux courants induits également; mais l'expérience faite avec les deux courants induits séparément montre qu'il y a bien répulsion quand le courant inverse passe, et attraction quand c'e.st le direct, comme cela doit avoir lieu d’après les lois d’Ampère; seulement la répulsion est plus énergique que l’attraction, cè qui explique le résultat de l’expérience précédente. Cette différence dans l’effet du même courant inducteur sur les deux courants induits, qui sont réellement égaux, provient de ce que le courant inducteur, pendant qu’il agit sur le courant inverse, augmente graduellement d’intensité, tandis que lorsqu’il agit sur le direct il diminue de même graduellement, la première action ayant lieu à l’établissement dü circuit et la seconde à sa rupture. Il en résulte nécessairement que la première doit être plus forte que la seconde , car le courant inducteur agit sur le courant induit inVerse pendant tout le temps de sa duré», ce qui n’a pas lieu pour le direct qui dure encore quelques instants après que l’inducteur lui-même a cessé. Du reste, l’action d’un courant sUè l’un ou sur l’autre de ces courants induits est proportionnelle à son intensité, ce qui fournit une confirmation de la loi démontrée par M. Abria, qu’il y a un rapport constant entre l’intensité du courant inducteur et celle du courant induit.

On voit, d’après ce qui précédé, aveé quelle précaution il faut s’y prendre pour constater si un corps non magnétique est, oui ou non, susceptible d’étre influencé par ub aimant : car, dès qu’il y a mouvement, il y a production de courants induits, si du moins le corps est conducteur, et l’effet observé peut par conséquent être dû à l’induction. M. Faraday, comme nous le verrons plus loin, a fait une étude très-détaillée des mouvements qui résultent, dans les masses métalliques, de la production des courants d'induction qu’y détermine l’action de l’électro-aimant. Il est parvenu à très-bien distinguer les mou-

Tfcmenis dus à cette cause de ceux qu’engendre l’action immédiate du magnétisme sur les diverses substances.

Coulomb, qui l’un des premiers a cherché à découvrir des traces de magnétisme dans tes corps non magnétiques, avait trouvé qu’en donnant à ces corps la forme de petits barreaux de 5 à 6 millimètres de longueur et de 1/4 de millimètre d’épaisseur, et en les suspendant à un fil de soie sans torsidn entre les pôles opposés de deux forts aimants, ils se mettaient dans la direction de ces aimants et que, si on les en détournait, ils y étaient toujours ramenés après des oscillations plus ou moins nombreuses. Cet effet était probablement dû à des quantités de fer excessivement petites, répandues indistinctement dans les corps et non à une propriété particulière de ces corps ; telle était dit moins roi)ihioH de Coulomb qui trouve, pâr exemple, que ddns une pèlite aiguille d’argent soumise à l’expérience rrn-nr <1® suffisait pour qu’elle éprouvât l’influence des aimants. 11 est probable qüé c’était bien là l’origine des effets observés par Coulomb, quoique dépendant il y ait bien une action propre exercée par les aimants sur tous les corps, mais celte action n’est pas la même sur tous; preuve que dans celle que noUs venons de rapporter c’était bien la présence du fer qui était la cause prédominante du phénomène.

M. Becquerel aVail obtenu longtemps après Coulomb, mais peu de temps après la découverte d’Oersled , des résultats curieux en soumettant difféVentès substances à l’action de courants électriques très-énergiques ou d’aitnanls très-puissants. Ayant observé iju’une aiguille de fer doux librement suspendue dans l’intérieur d’un gàlvanomëtre, se place, comme on devait s’y attendre, perpetldiculàiiement aüx contours du fil, en vertu de l’aimantation qu’elle acijUiert, il la remplaça par une petite cartouche pleine de limaille très-fine dé fer doux qui se conduisit de même. Mais ayant retUpli la cartouche de deutoxyde de fer, il troUva que les choses se passaient tout autrement. Cette cartouche d’un millimètre de diamètre, suspendue convenablement et Sontnise à l’inilUerteé dU courant, fût attirée rapidement dans le plan dé l’appareil , et après quelques oscillations, se plaça dans une direction parallèle aUx coUtoUrs du

460 MAGNÉTISME ET ÉLECTaO-DTNAMIQGE.

fil. Si l’on présente le pôle d’un aimant à la cartouche de deutoxyde de fer pendant qu’elle est sous l’influence du courant[du galvanomètre, on voit que ce pôle agit de la même manière sur tous les points qui sont situés du même côte du galvanomètre; le pôle de l’aimant étant changé, l’effet est inverse. Ainsi tout le magnétisme nord de la cartouche est d’un côté de son axe longitudinal, et tout le magnétisme sud est de l’autre, distribution du magnétisme inverse de celle qui a lieu ordinairement dans les corps magnétiques.

Des aiguilles en cuivre, en hois, en gomme laque, paraissent éprouver de la part du courant, le même goure d’action que les cartouches remplies de deutoxyde de fer, seulement à un degré Lien moindre; mais l’effet est si peu marqué et l’expérience si délicate que les résultats peuvent en paraître douteux.

En soumettant ces diverses substances à l'action de forts aimants, M. Becquerel avait observé des effets analogues, c’est-àdire qu’il avait trouvé que, dans les corps tels que l’acier et le fer doux, la distribution du magnétisme s’y fait toujours dans le sens de la longueur, tandis que, dans les autres , tels que le deutoxyde, le tritoiyde de fer, le bois, la gomme laque , elle s’y fait le plus souvent dans le sens de la largeur. Voici une expérience curieuse. Une aiguille en bois, de 4 centimètres de longueur, est placée entre deux pôles opposés de deux forts aimants, dont les. extrémités sont à quelques millimètres de distance, et son point de suspension est le plus rapproché possible de l’intervalle qui les sépare. L’aiguille se place alors perpendiculairement à la ligne qui joint les pôles, au lieu de se mettre dans la direction de celle ligne, se conduisant ainsi comme la cartouche, qui renferme un mélange de deutoxyde et de triloxyde de fer, ou seulement du triloxyde. Mais si on éloigne les pôles du barreau, l’aiguille de bois finit par se placer suivant la ligne môme des pôles. Une aiguille de gomme laque présente, mais à un moindre degré, le même phénomène. Il est impossible de reconnaître la polarité transversale avec ces diverses substances, comme on la reconnaît dans la cartouche de deutoxyde de fer ou dans celle qui renferme un mélange de deutoxyde et de triloxyde.

ÀCTI0!1 DD MAOTtÉTISMG Sl'B TODS LES CORPS. 461

Une autre forme remarquable , sous laquelle l’influence mutuelle du magnétisme et des corps non-magnétiques peut se manifester, est celle que M. Arago avait observée en faisant osciller une aiguille aimantée horizontale au-dessus de différentes substances non-conductrices de l’électricité, et où, par conséquent, les courants d’induction ne pouvaient s’établir. Ainsi, au-dessus d’un plan de glace (eau gelée), une aiguille aimantée, pour que sa déviation soit réduite de o3° à 43, fait

26 oscillations à 0, mil. 70 de distance.

Au-dessus d’un plan de verre (crown glass) , une autre aiguille fait, pour réduire sa déviation de 90° à 41°,

à 0, mil. 91 (le distance.

Ces différences, si grandes dans le nombre des oscillations que fait la même aiguillé dans les mêmes circonstances, mais à différentes distances du plan de glace ou de verre, semblent prouver l’influence mutuelle de chacune de ces substances et de l’aiguille aimantée.

Enfin un fait important est la répulsion, observée primitivement par Brugmanns, puis, plus tard, par Lcbaillif, qu’exercent sur le pôle d’une aiguille aimantée le bismuth et l’antimoine. On avait bien cherché à ramener ce fait à une loi générale, c’est-à-dire à une répulsion mutuelle exercée entre les corps par l’effet de quelque rayonnement , tel que le rayonnement calorifique; mais l’expérience, faite avec soin, avait montré que la condition nécessaire du phénomène était que l’aiguille fût aimantée, et que, par conséquent, il dépendait du magnétisme et non des causes étrangères à cet agent.

Les faits que nous venons de rapporter semblaient prouver

46^ )fAf.NÏTISWE ET ÉLECTBO'D'P^MIQCX*

que l'qifnaqt exerce, sur les iliiïérents porps de la nature , une action qui p'est ni analogue à celle qu'il exerce sur les corps magnétiques, ni une action due à l'induction. Mais ces faits étaient ^olés, fort peu nombreux; ils ne paraissaient soumis h aucnnc loi. C'est à Faraday qu'on doit de les avoir constatés d'une paanière positive et de les avoir en même temps ramenés à un principe général.

Le savant physicien anglais, à la suite de recherches relatives à l’influence qu’exerce le magnétisme sur un rayon de lumière polarisée transmis à travers certaines substances transparentes placées sous l'action d’un fort électro-aimant, recherches dont nous parlerons plus loin, essaya de soumettre à l’action directrice de cet électro -aimant les mêmes substances transparentes, et il parvint ainsi à une découverte remartjuable. La substance transparente, dont il lit principalement usage, et qui est la plus propre à la manifestation de ce genre de phénomènes, est un verre particulier d'une couleur jaunâtre, préparé par M. Faraday lui-même , en vue d’usages optiques , et qu’il avait nommé terre pesant à cause de sa grande densité ; c’est un boro-silicate de plomb.

Un prisme de ce verre, de 5 à 6 centimètres de longueur sur une section d’un centimètre carré environ , est suspendu horizontalement, au moyeu d’un fil de soie écrue , au-dessus et très-près des deux pèles d’un électro-aimant puissant, disposé de façon que ses deux branches soient verticales. 4u moment où le courant électrique traverse le fil de l’électro-aimtmt » ou voit le prisme de verre se mettre en piouvemenl et se placer, après un nombre plus ou moins grand d’oscillations, perpendiculairement à la ligne qui joint les deqx pèles ; position que M. Faraday appelle équatoriale ^ par pppositiop à celle que prenuent les corps magnétiques, qui se placent suivant la ligne même des pèles, et qu’il appelle axiale. Si ou le dérange de la position équatoriale, le prisme de verre tend à y revenir, tant du moins que l'électro-aimant est aimanté. (Juand, dans ses oscillations entre les deux jmjIcs, il s’approche du bord de l’une ou l'autre des deux surfaces polaires, on le voit s’arrêter et être vivement repoussé par ce bord.

ACTIOa DU MAGNÉTlSJtt SUR TOUS LES CORPS. 463

Si les branches de lelcctro-aimant sont trop écartées pour que l'aclion des pôles puisse se faire sufûsaumicnt sentir sur la substance suspeudue entre eus , on place sur chaque surface polaire des pièces de fer doux, soit prismatiques, soit taillées en pointes vers les deux parties qui se regardent; et, ayant d’aimanter rélectro-aimaut, on met ces pièces ou armatures à une distance l'une de l'autre telle que le corps suspeudu entre elles eq soit aussi rapproché que possible, sans cependant être gêné dans scs mouvements de rotation autour de son fil de suspension. L'action directrice que nous avons décrite et désignée sous le nom d'équatoriale , se manifeste alors de la manière la plus prononcée. Mais ce n'est pas seulement le verre pesant qui lui obéit ; toutes les substances organiques ou non organiques lui sont également soumises, à moins que, n'étant magnétiques ou ne renfermant une certaine proportion d’éléments magnétiques, elles ne prennent la direction axiale. Ainsi le cristal de roche, une foule de sels non métalliques et de composés chimiques, ïiode, le phosphore, le soufre, la résine, de la viande cuite ou fraîche, du sang, une plume, un morceau de pomme ou de prennent la direction équatoriale entre les pôles de l’électro-aimant.

M. Faraday a obtenu les mêmes effets en employant un fort aimant ordinaire en fer à cheval au lieu d’un électro-aimant; mais les phénomènes sont moins prononcés. 11 faut avoir soin de ne faire usage, pour attacher au fil de suspension les corps soumis à l'influence du magnétisme, que de fils de cuivre ou de laiton nullement magnétiques.

Quand ou examine de près le phénomène, en l'étudiant sur une substance telle que le verre pesant , qui le manifeste à un haut degré, on est frappé de voir la répulsion qu’exercent également sur la substance les deux pôles magnétiques. Ainsi, si le prisme de verre pesant est suspendu de façon que son centre de suspension, quoique situé sur la ligne axiale , soit plus rapproché de l’un des pôles que de l'autre, l’action de l’élcctroaimant lui fait bien toujours prendre la position équatoriale ; mais en même temps il est repoussé parallèlement à lui-même par je pôle dont il est le plus rapproché.

464 MACNÉTIgME ET ÉLECTRO-DTNAMIOUE.

On voit reltc répulsion se manifester à son plus haut degré , quand, dans son mouvement oscillatoire entre les piMes, le prisme se rapproche du bord de l’une ou l'autre des deux surfaces polaires. Du reste, quelle que soit la forme du morceau de verre pesant, aussi bien quand il est cubique ou sphérique que quand il est prismatique , il est repoussé par chacun des pôles également; mais, pour qu’il puisse éprouver une action directrice qui lui imprime la position équatoriale, il faut que la longueur l’emporte chez lui sur les autres dimensions. La répulsion semblerait donc être le phénomène dans sa plus grande simplicité, et la direction éijuatoriale serait le résultat de la tendance de chacune des particules du corps à se porter au lieu où la répulsion est la moindre et où, par conséquent , l'action magnétique est la plus faible.

$ 2. DUtInctIon des corps en magnétiques et diamagnétlques.

Après avoir reconnu que tous les corps sont influencés par l’aimant, et par conséquent vxagnètiques , avec cette différence que les uns sont attirés et se placent axiakment, tandis que les autres sont repoussés et se placent éqvalorialemeni, M. Faraday a appelé les premiers paramagnétiques , et les seconds diamagnétiques. 11 s’ est ensuite occupé à soumettre toutes les différeutes substances à l’expérience, afin de déterminer à laquelle des deux catégories chacune d’elles appartient, et quel rang elle doit y occuper. 11 a trouvé que les diamagnétiques sont essentiellement le bismuth, y antimoine , le zinc, \' étain, le cadmium , le mercure, \' argent et le cuivre. La force avec laquelle l’action de l’aimant s’exerce varie avec ces divers métaux; le bismuth et l’antimoine l’éprouvent à un haut degré ; un petit barreau de bismuth de 1 centimètre de largeur, est, de |outes les substances soumises à l’expérience , celle qui met le mieux en évidence le phénomène dans ses divers détails. Du reste, dans l’énumération que nous venons d’en faire, les métaux ont été classés dans l’ordre du dcgi’é d’intensité avec lequel ils manifestent le genre d’action dont il s’agit.

M. Faraday s’est servi du bismuth pour étudier quelques

ACTION Dü MAGNÉTISME SUR TOUS UES CORPS. 40(5

particularités du pliénoméue, qui auraient échappé à l'observation avec des substances moins sensibles. C’est ainsi qu’il a constaté que deux barreaux de bismuth, délicatement suspendus et soumis en même temps à l’action des aiinauts, n’agissent point l’un sur l’autre, ce ({iii semble éloigner toute idée d’un antagonisme polaire dans les barreaux. M. .Matleucci a fait la même observation en suspendant les deux barreaux dans le vide. Faraday a encore vu que de la poudre fine de bismutb, projetée sur du papier placé sur l’un des pèles de l’électro-aimant, affecte une disposition régulière; les particules .se portent en dehors et en dedans d’une ligne circulaire, qui est justement le bord du cylindre de fer doux. Cette ligne reste parfaitement nette, ce qui montre la tendance des particules du bismutb à être repoussées à la fois dans toutes les directions; résultat d’accord avec la remari(uc que nous avons faite sur la répulsion plus vive exercée par les bords de la surface polaire sur les barreaux suspendus. M. l'ouillct a obtenu des résultats sendilablcs, en mélangeant du sesquichlorure de ebrème, qui est magnétiijue , avec du bismutb, tous les deux très-finement pulvérisés: il a vu un cercle violet, formé par le chlorure au-dessus de l’c.réte du pôle de l’électro-aimant qui l’attire, entre deux cercles bien distincts formés par la poudre de bismutb, qui est repoussée elle-même par l’aréte.

•' Ouebiues-uns des métaux, et notamment le cuivre, éprouvent un mouvement d’un genre tout particulier à l’instant où, suspendus entre les pôles de l’électro-aimant, on aimante celuici. Ce mouvement, très-distinct de relui auquel (diéit le barreau pour se placer dans la direction équatoriale, et qui a lieu lors même qu’il est déjà naturellement dans cette direction , se manifeste également au moment où cesse l’aimantation de l’électro-aimant. 11 est dû évidemment aii développement sur la surface du métal de courants induits par l’électro-aimant, ainsi que nous l’avons déjà indiqué plus haut. C’est au reste ce dont Faraday s’est assuré en variant la forme, les dimen- -sions et la position primitive du métal qu’il soumet à l’expérience. D’ailleurs on n’observe nullement ces mouvements dans le verre pesant, ils sont à peine sensibles dans le bismutb, I. .30

4G0 MVOtTISMK ET KI.EaitO-r>YN\MK)UE.

el sont iraiitanl moins prononci-s (jiie lo métal est moins conducteur de l'électricité. Voici l'cirdre dans leijucl Faraday, ft la suite d’une élude détaillée i[u'il a faite de ce mouvement rcc);/.v//' ( c’est ainsi qu’il l'a nommé), est arrivé à placer les ditlércnts mét:mx quant à l'énerjeie avec laquelle ils le manifestent dans les mêmes circonstances : cuivre, argent, or, ZI71C, cailmiuni , riain, j//ut,ne , /.ai/aditim , jdomb, anlivwine et bismuth, ('.et onlre est le meme que celui i(ue M. .\ragu et ^I^1. Herscliell et Babliage avaient assigné aux métaux quant h leur faculté d’entraîner l’aiguille aimantée dans les phénomènes du magnétisme par rotation , et juir conséquent de donner naissance sur leur surface à des courants d'induction; preuve que c’est bien à ce dernier genre d’action, ([u’il ne faut pas confondre avec celui qui nous occupe, «pie sont dus les mouvements particuliers observés ]tar Faraday.

Fn poursuivant ses recberebes, \1. Faraday est arrivé à trouver qu’indépendanmient du fer, du nickel et du cobalt, il existe un grand nombre de substances (jui se placent axialenient entre les deux jti'ilcs d'un électro-aimant, et ipii doivent donc être classées dans les corps paratnagtiétitpies, connue les appelle Faraday, ou inagnéliqiies, comme nous conlinuerotis à les appeler. Il a remarqué eu outre que la plupart des cotnposés, et entre autres les si Is des métaux magnétiqties , le sont également, et c’est même du magtiétisme de leurs composés qu’il en a coticitt ptuir plusietirs, tels que le manganèse, le cérium, le cbrôine, etc., leur propre magnétisme à eux. Ces composés sont imignéiiipics aussi bieti qtiatid ils sotit dissous dans l’eau qu’à l’étitt stdidc. Les tiotnbreux composés dans lestpicls entre le feront été l’objet d'une étude particulière, el tous ils se sont |dacés axiaictnent entre les pôles île l’électro-aimant, et ont été attirés par ces pôles. La jirésence d'une In-s-petilc quantité de fer suflii pour rendre une substance magnétique. Ainsi, le verre vert de bouteille, le crow uglass sont magnétiques; le papier el le carton tin le sont également, pridjableinenl parce qu'ils ont été en contact avec du fer dans l’acte de la fabrication, car les substances organiques sont en général diamagnétiques. Cependant les cristaux jaunes

Je ferro-cy, nuire de putassiiirn aussi liien que les rouges prciiiient la direction équatoriale, ce qui semble indiijiier qu'ils ne sont pas niaguéliipies. Celle anomalie lient probablement à l'étal cristallin de la substance, qui, comme nous le verrons plus loin,, influe sur la forme qu'alfccle ce genre d'action.

L'influence si prononcée (pi'e.xerce la présence d'une minime quantité de fer montre avec quelle précaution il faut opérer pour conclure, de ce qu'une substance prend la direction axiale, qu'elle est magnétique. Il suflil, par exemple, d'avoir coupé un morceau de bois avec un couteau pour (|u'il se place axialemenl, tandis que le bois alfecte toujours la direction équatoriale, étant éminemment diamagnélique. Aussi, ipiand on soumet des solutions, et en général des liquides, à l'expérience, ou a soin de les mettre dans îles tubes de verre à parois aussi minces ijue possible, et de choisir du verre blanc cl par conséquent non magnétique. Il est vrai que le tube est alors diamagnélique; mais comme cette propriété n'est jamais aussi prononcée que l'autre, le diamagnétisme du verre n'empéclie pas le magnétisme du liquide intérieur de se manifester.

On peut, du reste, éprouver les liquides, non-seulement en les plaçant dans des tubes, soit petits vases cylindriques de verre, suspendus horizontalement, mais aussi en étudiant les modifications ([u'ils exercent sur les propriétés magnétiques ou diamagnétiqiies des corps qu'on y plonge. En voici un exemple: en inélangeanl en proportion convenable du proto-sulfate de fer, (jui est magnétique, et de l'eau, qui est diainngnétique, on peut se jirocurer une dissolution qui n'est ni repoussée ni dirigée par réleclro-aimanl , du moins dans l'air, mais (]iii, entourée d'eau, prend la direction axiale; on peut même, en affaiblissant la proportion du fer, lui imprimer dans l'air une direetion équatoriale, tandis qu'elle garde dans l'eau une direction axiale. Celle expérience nous montre qu'il est possible, par un mélange convenable de deux corps pris chacun dans l'ime des classes, de se procurer une substance qui soit interméiliaire entre eu.x ipiant aux propriétés magnétiques et diarnagnéliques, si du moins le milieu ambiant ne change pas, si c'est toujours l'air, par exemple. D'un autre côté, M. Faraday

468 MAG>ÉTISME ET ÉLECTRO-DTNAMIQUE.

n'a pu trouver aucun corps solide ou liquide, sauf les mélanges artificiels dont nous venons de parler, (jui soit neutre, c'est-àdire qui ne soit j*as magnéli(juc ou diamagnétique.

Un animal vivant, tel qu'une grenouille librement suspendue au-dessus de l'élcctro-aimant, prend la position équatoriale, ainsi que je l'ai observé moi-même. Il est assez étonnant que le sang qui contient un peu de fer soit diamagnétique , tandis qu'en général tous les composés du fer sont magnétiques. Cela tient probablement à la prédominance dos parties constituantes du sang (jui sont diamagnétiques. Par contre, bien des substances sont magtiéliques sans qu'on eût pu le prévoir, telles que le papier, la cire à cacheter, le vermillon, le minium, l'albeste, le peroxyde de plomb, etc.

Après avoir découvert et analysé avec tant de soin les phénomènes du diamagnétisme. Faraday se contente d'énoncer la loi ([ue lui a fournie re.xpcriencc , savoir que les substances diamagnétiques sont celles qui, dans le champ des forces magnéti(jues, se dirigent des places où ces forces ont le plus d’intensilé vers celles où elles en ont le moins, tandis que c'est l'inverse pour les magnétiijnes. Faraday entend par champ des forces magnétiques l'esp.ace plus ou moins grand dans lequel les pùles d'un électro-aimant font sentir leur influence , et qui est traversé dans tous les sens par des forces d’intensités et de directions variables, dont les courbes tracées par la limaille de fer donnent, jusqu'à certain point, une idée assez exacte.

Les expériences de M. Faraday, que nous venons d’exposer, étaient à peine connues que MM. Becquerel père et fils cherchaient à montrer ([u’elles rentraient dans celles que M. Becquerel père avait faites en 1827 sur le magnétisme transversal des corps, cl dont nous avons parlé plus haut. Ils attribuaient la direction longitudinale, transversale ou oblique, que prend une substance entre les pôles d’un fort aimant, à la forme de la substance, qui, combinée avec son degré de magnétisme, détermine la résultante des forces inaguétii|ncs, et par conséquent la position qui en est la conséquence. MM. Becquerel appuyaient leur opinion principalement sur les expériences faites avec le

ACTION Dü MAGNÉTISME SUR TOI S LES CORPS. 469

peroxyde de fer (jiii est m.ignéti((iie, et qui repcndanl se conduit souvent comme un corps diamagnclique , expériences dont nous avons parlé dans le paragraphe précédent.

M. Faraday a bien reconnu (]ue celte substance prend en effet des positions très-variées entre les pèles des aimants, mais elle n’en est pas moins toujours attirée par l'aimant, comme tous les corps magnétiques. De plus, quand un tube plein de peroxyde de fer prend une direction transversale à la ligne des pèles, c'est une position d’é([uilibrc instable, et pour peu qu’on l’en éloigne, il est attiré par les pèles. Avec les corps diamagnélùptes, tels que le bismuth, le phosphore, etc., la position transversale est Celle d’un équilibre stable; si la substance l’abandonne, elle y revient par une suite d'oscillations; et le centre de gravité de la masse est constamment repousnê e:\. non attiré par l’aimant. Le fait simple et foudamental qui distingue les corps diamagnéliques des corps magnétiques, c’est que les premiers sont repoussés, tandis que les seconds sont altiréspar l’aimant. La direction est un phénomène qui est une conséiiucnce du fait fondamental, mais qui peut être modifié par ilill'érentcs circonstances ; la distribution du magnétisme ne se fait donc pas dans un sens transversal. Il arrive seulement quelquefois, comme avec une cartouche de peroxyde de fer, que l’état de désagrégation de la masse qui s’ojipose à la transmission du magnétisme par induction de particule à particule, joint à la longueur absolue de la cartouche, détermine la création, à différentes distances et dans différentes directions, de pèles magnétiques qui peuvent être considérés comme indépendants les uns des autres. Il est facile de comprendre alors pourquoi la cartouche placée transversalement à la ligne des pèles de l’aimant y reste par l’effet de tous les pèles magnétiques de noms contraires qui se trouvent sur chacune de ses faces, et pounjiioi lorsqu'une de ses extré*milés s’approche excessivement de l’aimant, elle est attirée par lui et dérangée par conséquent de sa position écpialoriale. Kn preuve que c’est bien la distribution particulière des pôles magnétiques résultante de l’état de désagrégation de la substance, et non, comme le croyaient MM. Becquerel, son faible degré de magnétisme qui détermine la direction que prend une

470 MAGNÉTISME ET ÉLECTHO-IlVNAMlniX.

cartouclii- de peroxyde de fer, Faraday eile le fait ijue des substaiires bien moins fortement magnétwpies ipie le peroxyde, mais ijni ne présentent pas le même éiat de désagrégation , telles ijue les dissolutions trés-élendiies de proto-sulfate de fer, des solutions de sels de nickel et de jilatine, se eonduisent exactement, à l’intensité près, comme tous les autres corps magnétiijues et non comme le peroxyde.

M. Edmond Iteccjnerel a repris plus tard la même question, et en opérant avec un énorme électro-aimant sur toutes les substances taillées en petits liarrcaiix, il a cru pouvoir, tout eu renonçant à l’idée d’un magnétisme transversal, persister dans son opinion, sa\oir, que tous les corps s’aimanlimt sons l’influence d’nn aimant comme le fer doux lui-méme, mais à un degré plus ou moins marqué, suivant leur nature. La direction qu’ils prennent dépendrait alors senicmont de la dilférence qui existe entre l’action ([ui est exercée sur eux, et celle qui est exercée sur le milieu dont ils sont environnés, l'ne substance; serait attirée par un centre magnétique avec la différence des actions exercées sur cotte substance et sur le volume du milieu déplacé; d’où il suit qu’un corps est attiré par un centre magnétique ou en est repoussé suivant qu'il est plongé dans un milieu plus magnéiiipie ou moins magnétique que lui, de même qu’un ballon tombe a la surface de la terre on s'élève dans l’atmosphère suivant que le gaz dont il est rempli est plus dense on moins dense que l’air, (le princijie serait analogue à celui d’Archimède pour la pesanteur, avec la différence ipie celui-ci s’ajqdiqne à la masse du corps, tandis que l’intensité magnétique développée par influence dans une substance n’en dépend pas, mais est liée probablement avec la manière dont se trouve réparti dans le corps, IcJuilieu subtil, soit l’éther, dont une certaine modification produit le magnétisme.

Il résulterait de cette manière de voir qu'il n’est pas nécessaire d’admettre de distinction entre le diamagnétisme et le magnétisme proprement dit , que tous les corps obéissent à l’action du magnétisme, mais à des degrés différents, et que les répulsions qu’exercent les ilenx jiôles des aimants sur certaines substances sont uniquement dues à ce que ces substances sont

plüiigfics dons un milit'u plus iiuigiiôliipie iju’ellt's, iniliou (|ul par sa nature donne lieu aux efrel.s observés. L'e.xpérienee semble indiipieren elfel i]ue res deux formes de raelion niagnéliipie 'le diamagniHisnir et le inagnélisine) suivent les mêmes lois et varient de la même niaiiiei e proportionnellement au carré de l’intensité magnétiipie. M. K. Ilen|uerel a fait usage pour obtenir ces résultats de la balance de torsion, ayant soin de ramener toujours les substances à la même jiosiliou par rapport aux pèles de réleclro-aimant, et mesurant seulement danscliaipie cas les angles de torsion. Il a obtenu par cette méthode les mêmes nombres proportionnels pour les mêmes substances, en faisant varier ^inten^ité de l action inagnéliijue. Il a également constaté de la même manière riullneiice des milieux ambiants : ainsi le verre ordinaire, qui dans l’air est attiré ]iar les pèles d'un aimant, est fortement repoussé jiar ces mêmes pèles dans les dissol ut ions de fer et de nickel; le soufre, la cire blanche, qui sont repoussés par les ])èles magnétiques dans l'air, sont au contraire attires iptand ils se trouvent plongés dans des disstdutions concentrées de chlorure de calcium ou de cblorurc de magnésium.

Il'apriss cette théorie, il semblerait ijiie tons les coiqis dev raient être attirés par les aimants dans le vide, pnisipie l’attraction est le fait gétiéral,qui n’est inodilié que par la présence du milieu amliiant ; or plusiettrs substances, telles que le bisinulb, le jibospliore, le soufre, sont au contraire autant repou.sséesdans le vide que dans l’air, l’our exjdiqner cette anomalie, ipi’il a luimême constatée, M. liccijuercl est obligé d'admettre (pi'une enceinte vide se comiiorte comme un milieit plus magtiétique que la substance qui tst repoussée; en d’autres termes, que le vide, on plutèt le mili'Mi étbéré à l’aide iluqiiel se transmettent les actions magnétiques, est magnétique lui-même, et qu’il l’est plus que certains corps et moins que d’autres; mais cette conséquence nous paraît contraire à toutes les notions reçues sur le magnétisme, propriété essentiellement liée à la matière et qui semble en être inséparable.

M. F’lucker, tout en se rapprocb.iut, quant aux lois ipii régissent les phénomènes, de celles de .M. K. llecquen l , n’en tire

■Mi MAGNÉTISME ET ÉLECTHO-BT.NAMUJTE.

point la miTiie consé(|uence rclalivement an inagnotisine du vide. Il arrive bien roniine Ini à des lois «pii ne sont autre chose que le principe dWrchiinéde étendu, et dans lequel la force du inagnétisnie remplace la pesanteur; mais il l’applique au diamagnétisme comme au magnétisme, ne faisant pas rentrer l’un dans l’autre. Si un aimant agit par attraction ou par répulsion sur les molécules d’un corps ou d’un lluidç ([ui l'environne, l'effet de l’aimant sur le corps plongé est le ménie que sur le corps dans le vide, moins l’effet produit sur le volume du liquide dont le corps tient la place. Ces lois expliquent pourquoi un aréomètre, ipii est fort peu affecté par l'aimanl, s’élève dans un liquide magnétique et descend dans un liquide diamngnétique , quand il est placé au-dessus des pèles, et présente des effets contraires quand il est placé au-dessous. Elles montrent aussi poun[uoi un soliile magnétique plongé dans un liquide plus magnétique que lui se comporte diamagnétiipiement, tandis qu’un corps diamagnéti(|uc se montre magnétique dans un liquide pins diamagnéti([ue que lui. Ainsi s’explique la force extraordinaire avec la(|uelle le bismuth et le verre, qui est un peu magnétique , se dirigent équatorialement dans une solution saturée de sulfate de fer, malgré la résistance du mileu.

On voit donc que M. Plncker admet comme M. Faraday, et contrairement à M. E. Becquerel, ipie le magnétisme et le diamagnétisme des corps sont deux propriétés distinctes et opposées, mais il estime qu’elles ont une origine semblable, et il est disposé à adopter à cet égard les idées de Poggendorff, de Reich et de ^Veber, qui considèrent les phénomènes diamagnétiques comme provenant, de même que les magnétiques, d’une polarité induite par l’action de l’aimant dans les substances soumises à son influence, avec celte différence, cependant, que les ])(Mes sont dans les diamagnétbpies de même nature que les pèles les plus rapprocbé'S de l’aimant , contrairement à ce qui a lieu dans les magnétiques, où ils sont de nature contraire. Ainsi de même que le pèle de l’aimant fait naître à l’extrémité d’un barreau de fer un pèle attractif, il eu détermine un répulsif à l’extrémité d’un barreau de bismuth; ou, ce qui revient au

même , les courants quWmpère suppose excités par l'influence de l’aimant dans le fer y ont une direction opposée à celle qu’ils prennent dans le bismuth.

Poggendorff avait trouvé que si l’on approche d’un barreau de bismuth, d’antimoine ou de phosphore, disposé équatorialement entre les pôles d’un électro-aimant, l’extrémité d’uue petite aiguille aimantée trop faible pour induire elle-même un magnétisme sensible, cette extrémité attire le barreau du même côté où elle l’aurait repoussé s’il eût été de fer; preuve que l’élcctro-aimant détermine dans les substances diamagnéliques des pôles de même nom que ceux qui agissent sur elles. Le même physicien avait encore observé que si l’on'entoure d’une hélice, parcourue par un courant électrique, un barreau de bismuth suspendu équatorialement entre les p<Mes d’un électroaimant, ce barreau se meut dans l’intérieur de l’hélice, dans un sens qui semble indiquer qu’il a acquis une polarité semblable, pour chacune de ses parties, à celle du pôle magnétique le plus rapproché. M. Reich avait remarqué, de son côté, que lorsqu’on fait agir simultanément sur la même face d’un barreau de bismuth les deux pôl^ opposés de deux aimants, la répulsion engendrée est égale a la différence et non à la somme des forces que possède chaque pôle agissant seul , de telle façon que, si l’on se sert des deux pôles d’un électroaimant parfaiterhent égaux, l’effet est tout à fait nul, il n’y a ni attraction ni répulsion.

Ces expériences et d’autres du même genre, quoiqu’en apparence favorables à l’idée de la polarité diamagnétique , sont loin d’être concluantes; c’est ce qui résulte de l’examen qu’en ont fait et M. Faraday, qui lui-même avait, dans l’origine, penché vers cette opinion, et le professeur Thomson de (Jlascow. Ces deux physiciens estiment que ces effets proviennent d une modification qu'apporte dans le champ des forces magnétiijues l’introduction d’un aimant nouveau ou d’une hélice électro-dynamique, destinés à démontrer la polarité de la substance qui est dans ce champ. Ainsi, par exemple, M. Plucker, pour appuyer l’idée de la polarité, avait cité le fait que, si l’on • place équatorialement un cylindre de fer doux entre les pôles •

474 MACNÉTISME ET ÉI.ECTll()-DV>'AMIf!l E.

(rim ('■ledro-aimanl, mi [ini an-il(‘>>niis du plan dans Icijiipl se ineiil un rylindre semldal)li‘ de bisiuutli, la force avec laiiucllc ce dernier vieni se placer cipiatoriaU-uicnl est beaucoup augincnlée, d'où il avait conclu ipie les deux extrémités du bisiniitli ont nci[iiis, sous la inciue influi'iicc de rélectro-aimanl, lies |iùles contraires à ceux (pi’oul acipiis les deux extrémités du fer. M. Karaduy n montré (jue ce résultat provient unii[uement de l'altération que la présence du barreau de fer a apportée aux ligues de force magiiéiique. Kn ell'et, cette présence doit accroître la force ipii régne entre les deux pôles de l'électro-aimaiit sur la ligue (jiii les joint, et diminuer rintensité de celle qui existe sur la ligne équatoriale, le fer (|ui est audessous la neutralisant en partie, de sorte que le bismuth est chassé de la position axiale à la position équatoriale avec une ilillércnce de force bi-aucoup plus grande cpie lorsqu'il n'y a [dus de fer doux.

M. Tliomson, de son côté, a rl'•ussi en liioditiant par des positions diverses donnéi’s aux aimants la direction et l'intensité des forces dans le cliain[i magnétique, à im[irimer <à des corps maguétûpies, tels qti’nne balle de fer doux, des mouvements analogues à ceux qu'éprouvent dans les mêmes circonstances des corps diainagnétiques. Ainsi, une balle de fer doux d'un très-petit volume, et très-délicatement susjienilue à un long levier horizontal , peut , sons l'influence des deux pôles contraires et de force inégale [dacés du même côté par rapport à elle, mais à des distances ilifférentes, être tenue en étjuilibre à une certaine distance de l'iin et de l'autre. Ainsi encore, la même balle, ipiand elle est soumise à l'action de deux [)ôles égaux en fot-ce mais de même uoui , aura non-seulement une position d’équilibre instable au milieu de la ligne (jui joint ces pôles, mais aussi deux positions d’équilibre stable aux deux extrémités d’une ligne droite tirée jierpendiculairemeut au ihilicu de la premii're et d'une longueur ipii dépend de la force des [tôles uiagnéti(|ues. Tous ces effets, et d'autres encore du même genre, [leuvent etre obtenus d'une manière moins prononcée, il est vrai, mais ce[iendanl sensible, en rem|daçant la balle de fer doux par des corp.-. tres-peu magnétiques et même

ACTION llU ArACNÉTlSME SI II TIHS LES CUlll>S.

par des corps liiainajLiiôliijiioÿ, Kii pieine do l’identité de l'action exercée sur ces dernières substances et sur les niagnéliqiies, M. ïboinson rite le fait ([ue, snivanl lui, pour les unes connue pour les antres, l’ell'et exercé par l'aiinant est proportionnel à sa force; résultat opposé à ceux p:ir lesquels Plncker avait cru pouvoir établir que le diainagnétisine décroît plus ra(>ideincnl que le nmgnétisine avec la diininution de la force de rélcctro-aiinanl ou avec rangmeiitation de la distance. Ce pbysicien avait , en effet, trouvé que si l’on met sur un verre de montre, qui est légèrement magnétique, un peu de mercure ou de bismutb, à une certaine distance des pôles, le diamagnétisme l’emporte, et il y a répulsion; à une distance plus grande, c’est le magnétismequi l'emporte, et il y a attraction. M. ’i boinson estime que les changements d’effets qui sont dus à l’augmentation de la distance proviennent de l’influence du second pôle de l’électro-aimant , laquelle devenant plus sensible à mesure ([u’on s’éloigne du pôle qui agit directement sur les substances soumises .à rexjtérience, apporte une inoililication dans la distributiiui des lignes de force magnétique. Il s’est également assuré ipie cette distribution est altérée irune manière tri's-prononcée par un changement dans rintensitéde la foire absolue de l’électro-aimant; ce qui expliquerait également pour pmi des substances telles que le cliarboii, dont le magnétisme et le diamagnétisme sont run et l'autre peu prononcés, se placent, comme l'a encore observé M. l’lucker , tantôt axialement, tantôt éiiiiatorrafcment, suivant que cette force est plus ou moins considérable. On voit donc (pi’iine observation attentive des pbénomènes n’est point favorable à l’idée d'une polarité dans les corps diamagiiétiqucs ; toutefois on a argué en faveur de cette opinion une autre classe de faits découverts par Weber, qui méritent un sérieux examen.

C’est en renqdacant, dans une bobine dcstiin’e à o]iérer l’inducliori, le fer iloux par un métal diamagnétiipie, ipie Weber a cru trouver la preuve de l’acquisition par ce métal, sous l’influence d’un fort électro-aimant, de pôles de nature contraire à ceux qu'acquiert le fer dans les mêmes circonstances.

476 MAGNÉTISME ET ÉLECTnO-DTNAMIQlE.

La bobine est entourée d’un ül de cuivre recouvert de soie de 3(X) mètres de longueur et de ' de millimètre de diamètre, dont les deux extrémités communiquent avec celles d’un galvanomètre très-sensible, et elle est placée verticalement sur la surface polaire d’un électro-aimant. On introduit successivement dans la bobine des cylindres faits de différents métaux, et un commutateur placé dans le circuit dont fait partie le galvanomètre est combiné de façon à pouvoir fermer ce circuit, ou au moment de l’entrée, ou au moment de la sortie du cylindre métallique. Le galvanomètre accuse chaque fois la présence d’un courant instantané, et comme on a soin de maintenir au même degré de force le magnétisme de l’électro-aimant, le courant observé ne peut être qu’un courant d’induction provenant de l’introduction dans la bobine d’un métal sur lequel agit un pèle magnétique. Mais ce courant, quand il est produit par un barreau de bismuth, par exemple, a un sens contraire à celui qu’il possède quand c’est un barreau de fer doux qui lui donne naissance, d’où M. Weber conclut que le barreau de bismuth prend à ses deux extrémités des pôles de nature contraire à ceux que prend sous la même influence le barreau de fer doux.

En répétant les expériences de Weber en février 18o0, j'avais obtenu des résultats analogues aux siens, mais seulement je n’avais pas trouvé que l’intensité de l’eflet obtenu fût en rapport avec le degré de diamagnétisme de la substance : ainsi l’introduction d’un cylindre en zinc dans la bobine donnait un courant plus fort que celui qui était dû à l’introduction du cylindre de bismuth, quoique le zinc soit bien moins diamagnétique que le bismuth; et l’antimoine et le plomb, l’un trèsdiamagnétique, l’autre très-peu, ne donnèrent l’un et l’autre qu’un courant presque imperceptible. Après une étude longue et détaillée de ces phénomènes. Faraday est arrivé en effet à reconnaître qu’ils ne sont point dus au diamagnétisme, mais à la conductibilité plus ou moins considérable des métaux, sur la surface des(juels il s’établit, quand on les introduit dans la bobine, des courants d’induction analogues à ceux que Dovc a observés, et dont nous avons parlé dans le chapitre précédent.

L’appareil de Faraday consiste dans une hélice de trois pou-

ces de longueur et de deux pouces de diamètre intérieur, fixée horizontalement à l’extrémité d'un cylindre de fer doux qui y pénètre d’un pouce; cé cylindre de fer doux est lui-même l’extrémité de l’une des branches d’un fort électro-aimant. L'n système de suspension construit avec beaucoup de soin permet d’imprimer un mouvement de va-et-vient de deux pouces de course, dans un sens horizontal, à un levier de bois de deux pieds de longueur, à l’une des extrémités duquel on fixe successivement des cylindres de différents métaux de 5 J pouces de longueur et de 3/4 de diamètre; l’appareil est disposé de façon que ces cylindres puissent pénétrer dans l’hélice et en sortir jusqu’à six fois dans une seconde , sans faire éprouver le moindre ébranlement ni à l’hélice, ni à l’électro-annant, ce qui est essentiel. Les deux bouts de l'bélice coinmuniqueut avec ceux d’un galvanomètre, et un commutateur, dont le mouvement est lié à celui du levier qui porte le cylindre de métal, permet de ne percevoir qu’un des courants, celui qui se développe au moment de l'introduelion ou celui qui a lieu au moment de la sortie d’un des cylindres. Voici maintenant les résultats.

Les cylindres faits de métaux très-magnétiques, tels que fer et nickel, déterminent un très-fort courant induit dont le sens indique qu’il est dû à la polarité qui est acquise par ces métaux au moment où ils s’approche(jt de l’éleclro-aimanl, et qui disparaît au moment où ils s’en éloignent ; toutefois ce mode d’.accuscr l’existence de la polarité magnétique n’est pas très-sensible, car des substances fortement magnétiques, telles qu’une solution de prosulfate de fer ou un cristal de sullate de fer, ne produisent aucun effet. Il n’en est plus de même quand on fait usage de métaux diamagnétiques. On obtient une déviation en sens contraire de celle que produit l’emploi des métaux magnétiques; mais l'intensité de cette déviation n’est point proportionnelle à celle du diamagnétisme. Ainsi elle est considérable avec des cylindres d'or , d’argent et de cuivre, car elle se maintient d’une manière permanente jusqu'à 60 ou 70°, tandis qu’elle est très-peu sensible avec le platine et le plomb, et nulle avec l’antimoine. L’éuergie de l’effet parait donc dé-

478 JUr.NtTISME ET ÉLECînO-mNAMIOtE.

pcnilre oxrliisivcmpiit «In liegré de ronJiielil)ilité de la siibslaiire, et ])areonÿé(nifiil de la l'aeililé avee lai|iiellc les courants d'iiidiirtion peuvent s'établir sur sa surraee. Voici encore quelques preuves à l'aiquii de cette inanitav d’expliijuer la production des courants que détermine dans le (il de l'Iiélice l’inlroduction d'un métal diaina'.'nélique.

On peut, sans diminuer l'intensité <le l'eflet, diminuer la longueur du cylindre diamagnéli(|ue et le réduire même d’un pouce, ce (jui tient à ce (]ue les courants d'induction qui circulent autour de sa surface ne sont déveliqqtés que dans la partie la jdus rap|iroeliée du pôle de l'électro-aimant, tandis qu'une semblable diminution de longueur opérée sur le cylindre inaguéticpic entraîne un grand atl'aiblisscment du courant, qui dans ce cas est dû à la polarité qu’acquiert le métal sous l’infliience de l’aimant, et dont l'elfet n’a toute sa puissance ipi’autant (pie le cylindre est aussi long ipie l'hélice.

La division du cylindre métallique en lils de même longueur, mais d’un très-petit diamètre, a un effet tout oppo.sé; elle augmente notablement la puissance des métaux magnétiipies, elle annule entièrement celle des métaux diamagnétiipies : ce double nlfet contraire tient à la même cause, savoir, à l’obstacle que la division apporte à rétablissement des courants d’induction autour de la surface du métal, cause iiuiipie des courants accusés par le galvanomètre dans le cas des métaux diamagnéticpies, cause au contraire d’affaiblissement de ces courants dans le cas des métaux magnéii(pies. Cette observation avait déjà été faite par Dove, comme nous l’avons remarqué dans le chapitre V, p. 425. Si l’on substitue à un faisceau de fils de cuivre, d’or ou d’argent, dont l’effet est nul, un cylindre de même diamètre, mais formé parla superposition de dis(pies de ces mêmes métaux, on obtient un courant de 25 à 511", parce que les courants d’induction iieuveut slétablir autour du contour des distptes.

.\ CPS preuves tn^s-concluantes. Faraday eu ajoute encore d’antres tirées du fait (pie la vitesse avec laquelle on introduit le cylindre métidli(pie dans rb(''lice exerce une inllm nce tn'sdifl’énmte sur l’intensité des courants induits, selon (pie le iné-

lal est magnétique ou iliainagnéliqiie, et de ce tjue le commutateur doit agir dans ruii des cas à un moment très-ditl'érent de celui auifuel il doit agir dans l'autre, pour donner le maximum d’ell'el.

Les conclusions auxquelles arrive Faraday ont été encore contirmées par les rerlierclies de M. Yerdel. Ce physicien s'est servi dans ses expériences d un aimant eu fer à cheval devant les pèles dmjuel tourne une [)la(pie métalli(pie; les hranches de l'aimant sont j)lacées dans l'axe de deux hohiiics à long lil qu'on l'ait communiipier avec un galvanomètre sensible. Kn opérant avec des suh>tances légèrement magnétiques, telles que du sulfure de fer, on obtient des courants induits très-appréciables, ce qui montre la sensibilité de l'appareil; (juant aux métaux non magnétiques, l'intensité des courants induits pendant la période du mouvement oii la plaque est très-voisine de la ligne dts pôles montre que les cH'ets ne dépendent tjue de la conductibilité des métaux, et nullement de leur jiouvoir diamagnétiipie. ,M. Verdet, pour analyser le phénomène dans ses détails, a ajouté à la machine un commutateur qui ne laisse arriver le courant au galvanomètre (|ue pendant la deuxième partie d'une rotation de l.a plaque; il a iiussi reconnu, comme M. Faraday, l'injlueiirt' du timps sur l'induction, ce (jui explique pourquoi les courants induits ne sont pas distribués d'une manière symétrique, pendant la période oit la plaque s'éloigne de la ligne des jiôles et pemlant la période où elle s'en approche; dissymétrie d'autant plus marquée ([ue la vitesse de rotation est plus grande.

L'iilée d'une polarité diamagnétniue analogue, mais de sens contraire à la polarité magnétique, nous parait donc difticile à admettre. Il est vrai que Weber, IMucker et d'autres physiciens se sont ell'orcés de la conlirmer par de nouvelles recherches, mais leurs expériences ne nous paraissent p.is à l'abri de toute objection. Nous les examinerons à la tin de ce chapitre, dans le paragraphe tjue nous consacrerons à la théorie du diamagnétisme; mais auparavant il nous faut étudier plus en détail que nous ne l'avons fait cette nouvelle classe de phénomènes si curieux et si intéressauts.

MAGNÉTISME ET ÉLECTHO-DTNAMIQIE.

$ S> D^termiaBtioa de l’arlloa de l’aimaat >ar lee difréreat* corps solides» liquides et iruxeux.

M. Faraday, apres avoir découvert que tous les corps subissent l'influence du magnétisme et qu’ils doivent être distingués, à cet égard, en corps magnétiques qui sont attirés, et corps diamagnétiques qui sont repoussés par l’aimant, s’était d’abord con-

tenté de dresser une

liste des substances magnétiques et dia-

magnétiques placées les unes à la suite des autres dans l’ordre

de leur pouvoir, en commençant par la plus magnétique [le fer)

et terminant par la plus diamagnélique [le bismuth). Voici

celle liste :

Ker.

0“ Air et vide.

Cadmium.

Nickel.

Arsenic.

Étain.

Culmit.

Kllier.

Zinc.

Manpanèse.

Alcool.

Verre pesant.

(Chrome.

Or.

Antimoine.

Ceriiiin.

Cuivre.

Pliospliore.

Titane.

Aigent.

Bismuth.

Palliutiuin.

Ploinli.

Crowii-tilass.

Kan.

Platine.

Mercure.

Osmium.

Sodium.

0* ,\ir et >itle.

Flint-slass.

M. Plucker, M. E.

Becquerel et .M.

Faraday lui-mème ont

plus ta’rd cberclié à évaluer numériquement les pouvoirs magnétiques et diamagnétiques des différentes substances solides, liquides cl gazeuses, et les lois qui régissent ces pouvoirs. MM. Pluckeret E. Brequerel ont fait usage d’un puissant électroaimant, mais le premier s’est servi, pour en mesurer les effets, d’une balance ordinaire très-sensible, le second de la torsion

d’un fil d’argent de 4i> millièmes de millimètre de diamètre.

M. Plucker avait cru pouvoir conclure de l’expérience du petit barreau de charbon qui se met dans la direction de la ligne des pôles de l’électro-aimant quand il en est Irès-rapproebé, et qui se place à angle droit ipiand on l’élève au-dessus de ces pôles, que les actions diamagnétiques ne varient pas avec la distance dans les mêmes rapports que les actions magnéli-

ques. Tne autre expérience que nous avons également déjà citée l’avait aussi conduit à la même conclusion; c’est celle dans laquelle en versant dans un verre de montre suspendu au bassin d’une balance au-dessus de l’un des pèles d’un électroaimant une quantité de mercure suflisante pour que son diamagnétisme fasse équilibre au magnétisme du verre, on voit qu’à une certaine distance la réjiulsion l’emporte sur l’attraction, et qu’à une distance plus grande, c’est l’attraction. De même si la force de l’aimant diminue,, le diamagnétisme décroît plus vite que le magnétisme; c’est ce qu’on jieut vérifier en ]daçant un morceau de bismuth sur le verre de montre, et en faisant passer dans le lil qui entoure l’électro-aiinant un courant plus ou moins fort. Il avait donc déduit de là cette loi générale que le diamagnétisme décroît plus vite que le magnétisme, quand la force de l’aimant diminue ou quand la distance des pèles augmente. Plus tard il est arrivé à reconnaître que le pouvoir magnétique des corps varie également avec l’intensité de la puissance magnétique à l’action de laijuelle ils sont soumis.

M. E. Becquerel avait obtenu, de son cèté, des résultats contraires. En opérant d’abord avec un barreau de soufre long île 2ü millimètres et pesant 840 milligrammes, jiuis avec un barreau de bismuth de même longueur, et pesant 1 gramme 933 niilligrammes, il avait trouvé, en agissant dans les deux cas successivement, avec 20, 17, 14 et 10 couples, pour aimanter l’électro-aimaut, que la répulsion varie comme le carré de l’intensité du courant qui aimante l’élcctro-aimant. Un galvanomètre à sinus, interposé dans le circuit, indiquait dans chaque cas la force du courant; l’expérience sur le bâton de soufre était faite dans l’air, et celle sur le barreau de bismuth dans l’eau. L.i même loi se présente dans l’action d’iin aimant sur le fer doux, ainsi que cela résulte de la théorie et de l’expérience également. En effet, quand un aimant agit sur un corps non aimanté, il exerce d’abord une action inductrice qui doit développer dans ce corps une force mi, i étant l’intensité de l’aimant, et m un coeflicient qui dépend de la nature de la substance; l’effet de l’ainmiit étant le produit de son intensité, et de l’intensité de la 1. 3t

482 lUr.KÉTISMS F.T ÉI.£CTaO-D\'7UM>Qi:E.

force développée par inüiieiice dan^ le corps sur leqtiel il agit, doit donc être i X mi ou Si l’aimant agit sur une aiguille aimantée au lieu d'agir sur un barreau de fer doux, comme il n’y a pas de force produite [cir induction, l’action est sensiblement proportionnelle à l’intensité du courant, au lieu d’être proportionnelle au carré de l’intensité. M. K. lJec([uerel expli- (pic la différence qui existe entre ses résultats et ceux obtenus par M. riucker, en les attribuant à ce que, lorsque la position (les corps varie par rapport aux ]iùl(xs de l’aiiuanl à l actiou du- i quel ils sont soumis, il eu nisulte des changements dans la direction de la résultante des forces qui agissent sur eux, cbangeineuts qui doivent donner lieu à des effets complexes et difficiles à prévoir. Tout en admettant qu’il faille faire une part à cette cause d’erreur, nous ne croyons pas cependant (jue la loi de M. E. Bec(juerel soit aussi générale qu’il le croit, et nous sommes disposés à admettre avpc M. l'lucker que l’intensité absolue du magnétisme [icut influer sur les pltémoménes du diamagnétisme et (lu magnétisme d’une manière qui, au delà de certaines limites, n'est soumise à aucune loi régulière.

Voici maintenant comineul M. IMucker est parvenu à déterminer le magnétisme et le diamagnétisme spé'ciiiijuc des diffé-rentes substances (ju’il a soumises à l’expériein^e 11 place la substance dans un verre de montre recouvert d'uu verre bien plan et dépoli qui s’applicpie exactement sur les bords du verre de montre; de cette manière il donne à cba(iue substance soumise à l’expérience un volume toujours semblable et de même forme. On place le tout sur un anneau mince de laiton suspendu par trois fils desoie longs de deux (kkâmètres à une balance sensible au milligramme; puis, au moyeu d’un courant d’une force constante, on aimante l electro-aimant, dont l’un des pêdes attire ou repousse la substance disposée toujours de la même manière par rap[>ort à ce pêde.

l’osant en principe (jne le magnétisme, ou le diamagnétisme propre de cba([ue substance, est projiortionmd a sa masse, principe ([ue .M. l’lucker a essayé de vérilier directement en mélangeant, en jdus ou moins grande quantité, de la limaille fine de fer avec de la cire, de manière que le volume total fût

toujours le mèrae, on obtient le magnétisme ou le diamagnétisme des corps, en divisant par leur poids la force également exprimée en poids avec laijuelle un volume égal de chacun deux est attiré ou repoussé; on a ainsi rélément clierclié pour des poids égaux. Les substances solides sont réduites, dans ces expériences, en poudre aussi impalpable que possible.

Ou trouve, par cette méthode, ([u'eu exprimant par 100,000 l’intensité de magnétisme du fer, cette intensité est pour la pierre d’aimant de 40,227, pour le fer olégiste de ood, et pour le peroxyde brun de 71. Ite tous les composés solides ou liquides tlans lesquels entre le fer, ce dernier est celui qui a donné le résultat le plus faible. Voici, du reste, le tableau détaillé des .résultats sur lesquels nous nous bornerons à remarquer que la combinaison des acides avec les oxydes , pour former des sels, n’afraiblil pas le magnétisme originel des oxydes ; (jue l’eau d'hydratation renforce quelquefois le magnétisme, comme c'est le cas avec l'hydrate de protoxyde de nickel, qui est trois fois plus magnétique que le protoxyde luiinéme; ([u'enfiu tous les composés de manganèse soumis à l'expérience ont été trouvés magnétiques.

t. Kcr 100.000