KM

lit

Voici maintenant les résultats que M. Tl iieker a obtenus pour le iliainagnélisme de diverses substances à jioids égal.

Eau.

Phosphore .

Sulfure de carlxine

Acide liydrochlorique

Ether sulfiirûpie

Essence de térébenthine

Fleur de soufre

Sel de cuisine

Acide nitrique. . .

Nitrate de bismuth

Acide sulfuri(|ue.

Mercure

liKil

loof

ne,'’

itei

ts \fi

■'■’l i/:t .ti) '

11 semble résulter de ces tableaux, ainsi que nous l'avons indiqué en groupant ensemble les substances dont le diamagnétisme spécifique est à peu prés le même, que les rapports du diam ignétisme de ces dillérents groupes sont exprimés par des rapports simples. Cependant, celte loi aurait besoin, pour pouvoir être admise d'une manière générale, d'un plus grand nombre d'observations et d’un procédé plus délicat encore, pouiapprécier les petites dilt'érences que présentent entre elles les diverses substancesquantàleurdiamagnétisme relatif, différences (pii sont bien plus grandes en réalité.

-M. Plucker a fait quelques reclierclies sur l'influence que la température exerce sur l'intensité du magnétisme des corps; mais les résultats auxquels il est parvenu ne sont encore ni assez nombreux, ni assez concordants pour qu’on puisse en déduire quelque loi générale. Ainsi il a trouvé qu'une masse do bismuth de 144 grammes exige, à la température ordinaire, un poids de 167 grammes pour contre-baiancer l’ell'et de la répulsion diamagnétique, tandis qu'il ne faut plus que 28 grammes lorsijqe la température est voisine de celle du point de fusion de ce métal. D’un autre ciité, le diamagnétisme du mercure ne varie pas sensiblement de 0" à dOO, et celui du .soufre et de la stéarine reste le même jusqu’au delà de leur point de fusion. L’étal solide ou liejuide est sans influence sur celte propriété;

486 MAGNÉTISMl ET ÉI.ECTnO-DTMAMIQVr,.

la glace, d'après les observations de M. Ilniiiner fds, est aussi diamagnétiqiie que l’eau liijuide ou en vapeur. L’influence de la combinaison cliimii|ue ne parait jias non plus être soumise à des lois bien simples; ainsi le sel, qui résulte de la combinai.son d’un acide diamagnétique avec un oxyde magnétique, a un magnétisme aussi fort que l’oxyde. La dissolution du sulfate de fer est plus magnétii[ue (jue le sulfate lui-monie dans le rapport de 78 à i;it). On pourrait citer ]dusieurs autres exemples pour montrer l’impossibilité de découvrir, du moins aetuellenient,(]uelque loi dans cet ordre de pliénomiaies. 11 est probable que ces anomalies tiennent à ce (jue les propriétés magnétiques et diamagnéti<iues des corps dépendent à la fois de leur nature chimique et de leur constitution moléculaire; cette seconde circonstance a une tres-graiide inllucnce, ainsi que le démontre une classe particulière do faits, celle relative aux cor[is cristallisés dont nous nous occuperons plus tard dans un paragraphe spécial.

Un des points essentiels des recherches de M. Plucker est d’avoir démontré les variations qu’éprouvent les attractions ou les répulsions magnéli(|ues avec l’intensité du courant. Voici un tableau qui renferme les résultats numériques qu’il a obtenus en aimantant successivement des électro-aimants avec des courants de deux intensités diiïérenles.

Courtni d'un ttrui coupU* do grave Omrari d'nne intensité

ou d'iniensile i. 4 fois plus grande.

Fer

. l.(H)0.tKMt .

l.OOo.WK)

Cobalt. .

. 1 .ons.'.KHi

!)12.2lH)

Nickel ' .

4Gîi.7(M)

Oxyde de fer

ti;>4

Oxvde de nickel

Hydrate d’oxyde de cobalt

ni.smulh

Phospbore. ......

Au lieu de se servir de la balance ordinaire, et d’évaluer par des poids le magnétisme et le diamagnétisme .spécifique des corps, M. K. Heciiuerel a fait usage, comme nous l’avons dit, d’une balance de torsion placée au-dessus des pblesd'unénormo

électro-aimant, sur le«([ucls elle repose. Pour amortir les oscillations continuelles de l'extrémité dit lil de torsion, qui porte le barreau soumis à rexpériencp, on suspend au milieu de ce barreau, au moyen d'un lil de cocon double, une petite balle en plomb qui plonge dans l’eau à un centimètre et demi de distance; on s’assure lacilemenl ipie la pré.sence de cette spbère u’apporte aucune perturbation aux observations ([ui se font avec beaucoup plus de précision, l u microscope fixe à rtin des côtés de la balance de torsion porte un micromètre au foyer de ro'-nlaire auquel on ramène par la torsion les barreaux successivement Soumis à l'expérieuce, après avoir eu soin de tracer une croix à rextrémité de cliactin d eux [tour servir de pojnl de repere. <>n mesure le nombre de degrés de torsion nécessaire pour ramener le jmiiit de croisement au centre du niicromètre, et on obtient ainsi la mesure exacte de l’elfet dû à l'action de l'aimant ; pour se mettre à l'abri des causes d'erreur, on change le sens de raiiuantation dans réleclro-aimant, au moyen d’un commutateur, et on mesure de nouveau l'ell'et produit qui est presque toujours identique avec le prenner observé'. Inlin, on s’assure de la constance du courant employé au moyen d’un galvanomètre à sinus placé dans le circuit.

M. E. becquerel s'est surtout i»ropo.sé de déterminer la valeur des actions magnétiques dansdill'érents milieux, en partant toujours du principe que tous les corps sont magnétiques à la manière du fer, et que l’elfet attractif ou réqmlsif observé est dù à la différence qui existe entre le magnétisme spécilique d’un coqis-et celui du milieu dans leijuel il se trouve placé. Mais quelle que soit la théorie qu’on adopte, les nombres (ju’a obtenus M. becquerel n’en demeurent pas moins des données importantes à enregistrer. .Pour avoir un terme de comparaison fixe, il a rapporté toutes les déterminations au magnétisme spécifique de l’eau dans l'air qu'il a fait égal à — 10, l'eau étant repoussée par l'aimant dans l'air et dans le vide. Enfin, en mesurant l’action de l’aimant sur deux barreaux, l'un de soufre, l'autre de cire blanche, placés d’abord dans l’air, puis dans différents milieux, il en a déduit le magnétisme spécifique de ces diil'érents milieux, ainsi que celui du soufre et de la cire k

488 MAGNÉTISME ET ÉLECTBO'DTNAMlQUt-

volume ôgal; les résuUals auxquels il est parvenu, en se servant du bâton de soufre, sont presque identiques pour chaque milieu à ceux que lui a fournis Icniploi du bâton de cire, j Voici deux tableaux qui renferment la déteniiination numérique de l'aclion de raiinant sur dilférentes substances placées dans l'air à volume égal ; ces nombres expriment donc, suivant .M. Itecquerel, l’action de l'aimant sur le corps placé dans le vide, moins l’action de l’aimant sur un volume égal d’air. Le signe — indique une répulsion et le signe + une attraction.

Eau. ......... — ta

Zinc ordinaire — Ü.ÎS

Cire blanclie — 5.C>8

Soufre sublimé, puis fondu. . — 11.137

Plomb d'u'uvre. — 15.28

Pbospliore — 10.39

St'léniiim — 10..52

Uismutb — 217.0

Les valeurs relatives au zinc et à la cire blanche étant plus faibles que celles qui se rapportent à l’eau, ces deux substances doivent être attirées par l'aimant dans l’eau ; elles le sont elfectivement ainsi que dans presque tous les li(piides.

Le 'ableau suivant, construit sur les mêmes liases que le précédent, contient les résultats relatifs aux liquides et aux dissolutions salines

Eau (densité = 1). ) . • '. . — 10

Alcool eoncentn- (densité = 0.80.‘i9) — ■ 7.89

Sulfure de carlionc — 1.3.30

CIdornre de sodium (densité = 1.2081) — 11.28

('.hlornre de mapbésinm (densité = 1.3197; — 12.0.5

Sidfate de enivre eristnllisé du commerce (densité = 1.1203'. -(- 8.11

Sulfate de nickel (densité = t. 0827 -J- 21.60

Prolusulfate de fer [irépnré par le sulfate cristallisi- du commerce (densité = 1.1923) -J-2tl,t6

Protosidfale de fer préparé par l’acide sulfuriipie et le fer

(densité = 1.1 728 -f- 180.22

Protocbloriire de fer, n” 3. préparé par l’atidc cblorbydiipie

et le fer (densité = I.IMI93} ’ . . -g 91.93

Prolocblorure de fer, n" 1 (densité — 1 ,2707). 300.70

Protocil lorurfi de fer, n“2, concentré (densité - l.i.T.'U). . . +63S,t3 Prolosiilfiile de fer avec léger excès d’acide sulfurique (densité = I .l-W). -f 137.70

Dans ce ilernier tableau, qui ne renferme que des liquides, on a déterminé par différence l'effel que ces dissolutions éprouvent de la part du magnétisme, au moyen d’une substance solide, toujours la même, qu’on soumet à l’action de l’aimant, en la plongeant dans les différents liquides. Un arrive aux mêmes rtisultals, en se servant pour ces déterminations d’un corps solide quelconque, pourvu qu’il demeure le même dans toutes les expériences comparatives.

Tous les nombres dans les deux tableaux sont, comme nous l’avons dit, rapportés aux volumes; en les divisant par les densités, on aurait les pouvoirs magnélâjues égalité de poids. Dette opération a été faite dans le tableau de M. Plucker; elle nous parait inutile à faire ici, vu que les résultats obtenus par ces deux pliycisiens different trop entre eux pour qu’il soit possible de les comparer d’une manière utile. Ajoutons qu’en iiK-langeant, en diverses proportions, delà limaille do fer trèsline et très-pure avec de la cire blanche, et en enformant des petits cylindres de 5 centimètres de longueur et d'un centimètre au moins de diamètre, M. Becquerel est parvenu, par la comparaison del aclion exercée sur eux par l’aimant avec celle qui avait lieu sur un tube de même grandeur rempli de protochlorure de fer, à déterminer les pouvoirs magnéliques du protocldorure defer et de l'eau par rapport au fer, à volume et à poids égal. Pour arriver à cette détermination, il avait cherché en tâtonnant quelle était la proportion de fer que devait renfermer le cylindre de cire pour éprouver la même action que le volume égal de protochlorure de fer; il avait trouvé que c’était I/.ï de milligramme par centimètre euhe, d’oîril en avait déduit les pouvoirs magnétiques suivants à poids égal ;

Fer. , -f 1,000,000

Protoclilonire de for n. I .-|- 140

Les fluides élastiques sont comme les solides et les liquides

•tOO M.VGNftnSME ET ÉI.F.CTRO-PYNAMIOI'E.

soumis à l’artioii do raimaïU. l'rio rxiiorioiu'e curioiTse faite à (iénes, ]iar le )>éri; Itaiicalari eu IHili, est venue démontrer en ell'et que eetle classe de eorp» n’est point aussi iiidill'érente qu’on aurait pu le croire à l’action inaj'nélLque. M. itancalari avait tmuvé (|uc les pèles d'un électro-aimant ont une action répulsive prononcée sur la tlnnuue d’une lampe, sur la fumé(’, ainsi que sur les vapeurs d’eau et d'alcool. M. Zantedeschi, en répétant et conlinnunt ces ex|M''rieiices, prouva que la flamme est repoussée épaleiuenl par chacun des pèlt*s, que l’effet n’est point dù à lies courants d'air, que la répulsion est accompa^'iiée d’une dépression de la flamme. Le même physicien a encore observé (jiie la fumée (|ui s’élève du lumignon d'une flamme éteinte, alimentée par l’huile, l’alcool ou la cire, est soumise à la même force répulsive.

.M. Faraday, des ([u’il eut connaissance des expériences de MM. Hancalari et Zantedeschi, reprit, d'apres un nouveau mode d’expérimentation, .ses recherches sur les gaz, et parvint à des résultats (|ui lui montivrenl, contrairement à ce qu’il avait d’abord cru, que les fluides élastiques ne sont point insensibles à l’action de l'aimant, mais qu’il existe des dill’érences sensibles entre les divers fluides élastiques quant à leurs propriétés inagnétiques ou diamagnétiques.

11 s’assura d’abord ([ue l’air chaud est fortement diamagnétique par rapport à l’air froid. Il parvint à ce résultat, en plaçant entre les deux pôles de l'électro-aimant, mais un peu audessous de leur surface, une hélice en platine, rendue fortement incandescente par un courant électrique. Tant que l’électroaimant ii'était pas aimanté, le courant d’air chaud s’élevait regidierement entre les deux pôles, uiais aussitôt qu’on produisait l'aimantation on s’apercevait, au moyen de thermomètres, et meme simplement à la sensation éprouvée par les doigts, (pie le courant ascendant d'air chaud se divisait en doux courants, montant séparément des deux côtés de la ligne axiale, et (ju'il y avait entre eux un courant d'air froid descendant entre les [ ôles. L’expérience inverse fut faite, c’est-à-dire qu’en faisant passer un courant d'air dans un tube entouré d’un mélange frigorifique, on trouva, au moyen d’un thermoscope

ACTION DU MAfiNÉTISME ’ SUR TOUS LES CORPS.

4ftl

placé au-ilessoiis des pôles de l’élcclro aimant, que ce conuant était porté sur la ligne axiale ; nouvi Ile preinc que l’air chaud est plus diamagnéliijne que l'air froid.

l’onr opérer sur les divers gaz et reconnaîlrc la direction qu'ils prenaient dans le cllanq^ magnétirpio, M. Faraday se servit de tubes (ji verre, ouverts aux deux bouts, larges d’environ 1 cenlimt'tre, et longs de (i à 7, disposés de dill'érentes manières, autour, au-dessus et au-dessous îles pôles del’électro-aiinant, et renfermant intérieurement un jteu de papier humecté avec de rainmoniaiiue. Chaque gaz soumis à l’exjiérieuce était lui-inéme mélangé avec une très-légère quantité d’acide muriatique, ijuantité non suflisantr pour donner seule des vapeurs blanches dans l’air, mais capable d’en produire par sou mélange avec l'ammoniaque. Ile celte façon l’-apparition de la fumée blanebc indiquait dans quel tube le gaz avait passé, d'üii il était facile de conclure iiuelle direction il avait suivie, et en consi'spiencos’il était magnétiipie ou dianmgnétique par rapport au milieu ambiant. IVs précautions avaient été prises pour éviter toute agitation de l’air autour des pôles de l’aimant. Ou avait l'■galemcnl soin de faire arriver les gaz plus légers que l’air, au-dessous des pôles, et de placer au-dessus les vases destinés à les recevoir, et de faire l'inverse pour les gaz plus pesants que l’air.

IFn courant d’oxygène qui descendait verticalement entre les pôles ne fut nullement atfeclé par l’aimantation de l'électroaimanl, mais le courant du gaz ayant été légèrement déplacé et mis en dehors de la ligne axiale, on le vil, sous l’influence magnétique, se rap[)rocber de cette ligne et descendre dans le tube placé directement au-dessous d’elle, et non dans celui où il descendait avant l'aimantation de réleclro-aiinanl. Ainsi l’air est plus diamaguétique que l’oxygene; c'est l'inverse pour l’azote, et en général pour les autres gaz, que M. Faraday a trouvés être plutôt tliamagnétiques par rapport à l'air, mais d’une manière trop peu prononcée l'our qu'on puisse établir avec quelque certitude des ditt’éreiioes entre eux à cet égard.

A peine Faraday avait-il publié ses nouvelles recberebes que M. K. Recquerel obtenait de son côté des résultats très-iin-

492 MAGNÉTISME ET ÉLECTKO-DYNAMlQrE.

portants sur les propriétés magnétiques des gaz, en observant la répulsion exercée par les pèles de rélectro-aiinant sur un barreau de verre très-mince fermé à ses deux extrémiiés à la lampe à émailleur, plongé successivement dans différents milieux gazeux; ce barreau avait 3o millimètres de longueur, 7 de diamètre, et pesait 0*",742; il était légèrement magnétique. Dans l'air il était moins attiré que dans le vide, ce qui semblait indiquer que l’air était un milieu magnétique. L’attraction du verre étant diminuée dans l’air, la répulsion d’un corps diamagnétique tel que le soufre, devait être au contraire plus forte dans l’air que dans le vide; c’est ce que l'expérience confirma. L’hydrogène, l’azote, l’acide carbonique n’en donnèrent aucun effet appréciable; mais l’oxygène tnanifesla la même propriété que l’air, et cela avec une intensité cinq fois plus considérable; ce qui prouve que c’est sa présence qui donne à l’air sa propriété magnétique, d’autant plus ijiie l’azote est insensible à cette action. Ainsi voilà une preuve expérimentale directe, que l’oxygène est atlirable à l’aimant à la manière du fer, et qu’il est môme assez fortement magnétique.

four déterminer plus exactement le pouvoir magnétique de l’oxygène, M. Hecijuerel a pris un petit tube de verre qu’il a rempli île cire fondue; le verre étant légèrement attiré et la cire étant repoussée par rélcclro-aimant, il a eu ainsi un corps à peu près indifférent, plutôt un peu diamagnétique. Il a déterminé l’effet de l’aimant sur le tube de verre dans le vide, dans l’air, et dans l’oxygène et dans l’eau, il a trouvé :

Dans le vide — 0. 1 1 lîi

Dans l’oxygène — O.aiH.N

Dans l’air — 0.|.t.>a

Dans l’eau -|-ü.70U!t

ce qui donne pour la force magnétique de l’oxygène par rapport à l’eau dans le vide -+-1,^71, et par rapport à l’eau dans l’air -1- 1,80. Ainsi à volume égal et à la pression de ü"*,76, le pouvoir magnétique de l’oxygène est \ de celui de l’eau, mais pris en signe contraire, l’oxygène étant attiré par l’aimant,

ACTION DU MAGNiTISHE SUR TOUS LES CORPS. ■ 403

tandis que l’eau est repoussée; une méthode un peu différente a donné 1 ,73 au lieu de 1 ,80.

Enfin M. E. Becquerel a étudié l’action de l’aimant sur les gaz en les condensant dans une substance poreuse telle que le charbon. Il avait préparé des cylindres de charbon de bois de chêne, de 30 à 33 millimètres de longueur, et de 10 de diamètre qui étaient calcinés au rouge dans du sable, avant chaque expérience. Repoussés dans le vide, ces cylindres étaient fortement attirés dans l’air et surtout dans l’oxygène dont ils absorbent 9 fois environ leur propre volume. Il est probable que les résultats si variables obtenus par les divers physiciens, en ce qui concerne l’action de l'aimant sur le charbon dans l’air, tiennent à ce qu’absorbant de l’air et de l’eau, le charbon doit éprouver des effets différents suivant la proportion de ces substances, l’air lui donnant un pouvoir attractif et l’eau un pouvoir répulsif. Les essais tentés avec d’autres gaz ont fourni des résultats trop peu prononcés pour qu’on puisscen conclure avec quelque exactitude le pouvoir magnétique ou diamaguétique de ces gaz. Il en est autrement pour l’oxygène et pour l’air : aussi on peut regarder les déterminations suivantes comme bien approchées de la vérité, savoir que le magnétisme spécifique est pour:

A volume é((al. Apoidftégal.

L’oiygèoe à la pression de O^jTG. . -|-t,80 -)- l257

L’air” » » ... 4-0>3« 4-293

L'eau » » ... — 10 — 10

En rapportant ces valeurs au fer, d’après le tableau donné plus haut, où, à poids égal on avait pour l’eau^3, le fer étant 1 ,000,000, on a pour le magnétisme spécifique à poids égal :

Fer 1 ,000,000

Oxygène 377

Air. ' 88

On avait pour le liquide le plus magnétique (le protochlorure de fer)-}- 140 le fer étant 1 ,000,000; ainsi l’oxygène est, à poids égal, trois fois plus magnétique que le liquide qui l’est le plus;

494 lilGNÉTIgME ET ÉLECTBO-DYRAMIQl E.

c’esl donc apW s les métaux ninpnéliques ^fe^, cobalt et nickel)

le corps qui l’est le plus à poids égal.

M. Faraday, ayant repris de notneau ses expériences sur les gaz, imagina un moyen très-délicat de déterminer l’action que l’æmant exerce sur eux. Ce moyen consiste à renfermer les gaz soumis a l'expérience dans des bulles de savon, qui sont attirées ou repoussées par les pùles d'un éleetro-aimam, suivant la nature du gaz dont elles sont remplies, lia également introduit les gaz dans des ampoules de verre à parois trèsminces, placées elles-mêmes aux extrémités d'une tige bori- Züutalo tres-mobile, susjicndue par son centre de gravité au moyen d'un lil de soie sans torsion. Cette tige étant disposée dans le cbamp magnétique, on vit le gaz oxygène, avec son enveloppe ipii était cependant diamagnétique, se placer axialement, tandis que l'azote se plaçait écjuatorialoment, mais avec moins d'énergie; l’air se plaçait aussi axialement, mais moins fortement que l’oxygene. F.u lixant aux exti'émiiés de la tige, d'une part, une ampoule pleine d’oxygène, d'autre part, une ampoule pleine d'un autre gaz, on avait ainsi un appareil différentiel qui permettait de comparer l’oxygène aux divers gaz; mais le magnétisme de l’oxygène, à volume et à pression égale, l’emportait toujours, et la tige .se plaçait axialement et nonéqiiatorialcment. Unoique le gaz oxygène perde une grande partie de son pouvoir par la raréfaction, une ampoule dans laquelle on avait fait le vide, après qu’elle avait renferme de l'oxygène, compensait rcll’et diamagnétique d’une amjioule pleine d'azote sous la pression ordinaire. .Ku reste, sauf l'oxygene et l'air, les autres gaz ne présentèrent (pie des ellels b. en incertains à M. Fara ay; leur pouvoir diamagnétique, si tant est qu’ils en nient un, u’était point altéré par leur ran'-faclion, ce ipii me parait démontrer que la position ('•quatoriale que prenaient les ampoules remplies de ces gaz tenait unîtpiement à la nature de leur cnveliqqie et à ee ipie les expériences avaient lieu dans 1 air, Iluide magnéiiipie liii-inéme. C’est à cette deriiiere cause que seraient également dus les résultats obtenus précédemment par M. F’araday sur le diamagnétisme apparent de eertains gaz. Au reste, ce physicien reeoimaU dans son dernier

ACTION DU MAGNÉTISME SUR TOUS LES CORPS. 495 travail qu’aucun gaz et aucune vapeur ,el il en a soumis à l’expériunce un grand nombre) ne sont à comparer à l’oxygène, quant à l’aelion que l’aimant exerce sur eux, et il paraît disposé à les regariier cfunme indiüërenls à cette action , sauf peut-être le gaz olétiant et le cyanogène.

M. Faraday a encore employé le même procédé que nous venons de décrire à détermiiuM' de nouveau plus exactement qu’il ne l’avait fait à l’origine de ses reclierelies , les pouvoirs inagnéliijiies et diamagnéliques de quelques corps autres que les tluides élaslicpies. 11 faisait usage, dans ses expériences, d’un gros aimant construit par .M. Logeman , d'après les princijies du docteur Flias, pesant un peu plus de 100 livres, et capable d’en supporter FIO. Voici le tableau des résultats dans lesquels les angles de torsion nécessaires pour faire équilibre à la force attracliveet répulsive derainmnt, expriment les pouvoirs magnétiques et diamagnélu[ues des diverses substances à volume égal .

Prot. aminon. de cuivre.

(tamplire

Peranimon. de cuivre. .

1 UI.S.t

Cniuptiine. . ... . ,

Oxvgèno

Huile de lin

Air

Huile d’olive

Tai/ oléliiint. . . .'.

Cire.

Azote

•Acide hitrique. . . .

Le vide

Eau • . .

('•az.icide cniiioiiique. .

Solution d'ainmoniaque.

Hydronèiie

Sulfure de carlione. . .