VI. — CRISTAUX ANORTUIQUES

Dichrotle. — Magnétisme cristallin énergique. — Suspendus à Textrémité d*un fil, les prismes de cette substance s^orientent même sous Faction de la terre.

Bichromate de potas$e. — Paramagnétisme cristallin.

Acide racémique. — Diamagnétisme cristallin.

Il faut remarquer que les expériences dont les résultats sont contenus dans les tableaux qui précèdent sont souvent délicates. D'un vMé les forces attractives ou ce qu*on pourrait appeler le magnétisme cristallin est souvent très faible. En outre les impuretés dont les cristaux, surtout les cristaux naturels, sont fréquemment souillés, peuvent troubler les résultats, et même les modifier profondément. G*est ainsi^que le spath d'Islande est toujours diamagnétique positif, tandis que des cristaux impurs d*autres localités se montrent magnétiques négatifs.

Expériences ds MM. Knoblanch et Tyndall «ar les iinbsUuiees

mnorphcs eômvpfrêMnée: -r- Avant 4*étudier les données expérimentales, malheureusement, comme on le voit, bien peu npmbreuses, que Ton possède actuellement sur le magnétisme cristallin, il est nécessaire de faire connaître des expériences intéressantes .au moyen desquelles MM. Knoblauch et Tjndall ont prétendu Texpliquer. " Un disque circulaire de pâte de farine, traversé par de petits fils de

fer perpendiculaires à son plan, se comporte naturellement commet disque diamagnétique et se place équatorialement. Si Ton rempUee ie fils de fer magnétiques par des fils de bismuth diamagnétiqnes, U d>sultatest inverse, comme on devait s*y attendre.

Un petit cylindre formé d'une pâte de gomme dans laquelle oi a incorporé du bismuth réduit en poudre se comporte comme un cyliadj» de bismuth et se place équatorialement. On le comprime énergiqv^ ment, et après cette compression, il se place axîalement, bien que b longueur soit encore dix fois plus grande que le diamètre. L'inTers^ ^ lieu en substituant à la poudre diamagnétique, une poudre magnétique formée de graines de carbonate de fer.

On déduit de là que si Ton a des grains magnétiques on dianugnétiques, mais isotropes, et si on les dispose de manière qu'ils ne soient pas également répartis dans Tespace, la masse ainsi consiiluèe se emporte comme un cristal; la direction suivant laquelle la distance qui sépare les grains est la plus petite, étant la ligne d'énergie maiimdes forces magnétiques.

G*est là une conséquence naturelle, et qu*on pouvait préioir, de Tinduction mutuelle que les grains de la substance exercent les m sur les autres*

On arrive à des conséquences analogues en comprimant des cjib^ée bismuth, qui se placent, après la compression, de manière que la ligoii de pression soit axiale. Cette ligne de pression correspond ionc mmnimum d'induction, le bismuth étant diamagnétique.

MM. Knoblauch et Tyndall concluent de ces observations queh&m qui, dans les cristaux, fait varier la capacité d'induction avec rorientation, est simplement l'inégalité des distances intermoIéca/aires.l.es molécules seraient magnétiquement isotropes, et la structure seule du réseau cristallin transformerait en un ellipsoïde la sphère d'induction magnétique'.

Les deux savants appuient leur manière de voir sur une règle générale qu'ils croient établie par les faits observés avec les subslanm cristallisées. Cette règle serait analogue à celle que M. Jannetiaz a appliquée plus tard aux propriétés thermiques. Elle aurait Vènoncè saivaut : Lorsqu'il n'y a qu'un seul clivage, la direction d'induction maiima fest parallèle à ce clivage.

La règle sérail eh effet en accord avec lé principe posé plus haut, puisque le plan de divage doit être considéré comme le plan de densité réticulaire maxima.

On imite d'ailleurs artificiellement les propriétés d'un cristal ne possédant qu'un seul clivage en superposant des feuilles de papier àémeri (substance magnétique). On découpe ensuite^ dans la masse des feuillets superposés, un cylindre dont l'axe est perpendiculaire à ces feuillets; ce cylindre se place équatorialement, les feuillets étant alors axiaux.

Avec un papier couvert de poudre de bismuth, le plan des feuillets se dispose au contraire équatorialement.

Cette manière de concevoir les phénomènes magnétiques des cristaux est très simple, et elle a séduit un grand nombre de physiciens. Cependant les expériences sur lesquelles elle est fondée, quelque ingénieuses qu'elles soient, sont bien loin d'en démontrer l'exactitude. Elles sont analogues à celles qui transforment par la pression, en ellipsoïde, les sphères thermique et optique d'un corps isotrope. Elles montrent que, parmi les causes qui donnent à la surface magnétique d'un cristal la forme d'un ellipsoïde, la structure réticulaire de ce cristal doit entrerpour une certaine part; ce résultatestd'ailleursparlui-mômetrésintéressant. Hais pour démontrer que la forme de l'ellipsoide dépend exclusivement de cette structure réticulaire et que la structure de la molécule n'intervient pas dans le phénomène, les expériences de MM. Knoblauch et Tyndall sont manifestement insuffisantes ; la question ne peut être décidée que par l'étude directe des propriétés, magnétiques des cristaux. Si cette étude, que nous allons faire, nous apprend qu'il n'y a pas toujours accord entre la structure réticulaire, telle que nous la fait connaître la cristallographie géométrique, et les propriétés magnétiques qui devraient en découler, nous serons forcés de reconnaître l'influence de la structure moléculaire.

Dlscaiisloii deii dosnécs foumleii par l'obnerratton. *- Nous

n'insisterons pas sur le rapport qui existe entre le sens du magnétisme et la composition chimique. C'est là un phénomène dans lequel la structure cristalline n'entre pour rien et qui 301I par conséquent du cadre de notre étude: Presque toutes les substances qui contiennent lin métal magnétique, fer, cobalt .ou nickel, sont magnétiques. 11 y a cependant des exceptions remarquables. C'est ainsi que le nitroprussiate de soude , dans lequel le fer est engagé dans un radical organique, est énergiquement diamagnétique. Les substances diamagnétiques sont d'ailleurs de beaucoup les plus nombreuses.

11 suffit de jeter les yeux sur les symboles optiques et magnétiques d'une même substance pour voir qu'il n'y a aucune relation directe e.itre les phénomènes optiques et les phénomènes magnétiques» ce qui

544 DEUXIÈME PARTIE. — GRlSTi^LLOGRÂPHIE PHYSIQUE.

n*a d'ailleurs rien de très surprenant. Il y a cependant dès coincidst^ remarquables, et elles avaient induit Plûcker, à lu suite de cei pf^ mières recherches, à poser en principe que les propriétés optiques magnétiques étaient en parfait accord.

Le même désaccord réel persiste entre les propriétés thenniqueç é les propriétés magnétiques, comme cela résulte du tableau qui comprs::

les cristaux uniaxes, où les signes de la substance, aux trois points ii vue optique, thermique et magnétique, ont été mis en regard.

Mais ce qu*il y a de plus intéressant est de rechercher si, confomyment aux vues de MM. Knoblauch et Tyndall, il y a toujours accord eotre la structure réticulaire et les propriétés magnétiques, c'est-à-dire si Ji direction d^induction maxima est toujours celle de la rangée àonl It paramétre est le plus petit.

Si cela est exact, il faut en premier lieu que les substances 911/ ont des paramètres cristallographiques sensiblement égaux, c'ést-à^re qm sont isomorphes, aient des ellipsoïdes d*induction orientés de la mèn» façon. G*est en effet ce qu'on a trouvé jusqu*à présent dans la plapait des séries isomorphes étudiées, comme le montre le tableau smzni :

CaCO» (Calcite) 5 \

Fe— '^f +

NaAzO* . .'. 8 )

CaCO^ (Aragonite) 8 ) , ^ ,

KAzO>. 8 \ <'*'>

K. .1 SO*.. \ l } icta)

K» CrO* 8

Mg . ) (8

Zn . > S0»,7aq ] 8 } (cbo)

Ni . ) ( w

Mg • ) (8

Ni. . [ Cl*,2CdClM2aq ] x } (bac)

Co . ) ( 7t

J"'" l Na«.2C*H^,8aq j | i {tai]

On ne peut pas cependant considérer cet accord entre les orieataâoffi de Tellipsoîde magnétique des substances isomorphes comme un argument d'un poids décisif , car dans un très grand nombre de groupes is«-

norphes, le même accord existe entre les orientations des ellipsoïdes optiques. Les exceptions qu*on connaît pour ce dernier cas se multiplieraient peut*étre aussi pour le magnétisme si nos connaissances n'étaient >as aussi bornées en cette matière. On peut cependant citer une excep^ :ion, dans la série suivante :

Antimoine -f ô

Arsenic. ....... — 5

Bismuth

Quoi qu*il en soit, il faut remarquer qu'il résulte du tableau précédent que deux substances isomorphes, Tunedia, l'autre para-magnétique, ont le même symbole, c'est-à-dire que les axes d'induction maxima sont orientés de la môme façon dans les deux substances, quoiqu'ils correspondent à une répulsion maxima dans un cas, à une attraction maxima dans l'autre. Cela est bien d'accord avec les expériences faites sur des cylindres comprimés. Nous en conclurons que, pour comparer, comme nous allons le faire, la structure réticulaire avec Tellipsoîde d'induction, on peut faire abstraction du sens de l'action magnétique.

D'après la règle de Knoblauch et Tyndall, l'axe de plus petite induction c devrait toujours être perpendiculaire au clivage le plus facile. Voyons quelles sont les substances qui sont d'accord avec cette règle, et celles qui font exception.