CHAPITRE XVII

165. Aimantation par influence. — Tout morceau de fer placé dans un champ magnétique devient un aimant. La direction de l'aimantation est celle des lignes de force, le pôle sud étant du coté où elles aboutissent, le pôle nord du coté où elles s'éloignent. Le phénomène est désigné sous le nom à' aimantation par influence.

Le phénomène est toujours pariiculaire et se présente comme l'analogue de l'électrisation par influence d'un corps isolant. Il précède toujours l'attraction du fer par un aimant, de sorte qu'en fait l'action s'exerce toujours entre deux aimants présentant l'un à l'autre leurs pôles contraires.

Un filament de fer, mobile librement autour d'un de ses points et soustrait à toute autre action que celle de l'aimant, prendrait en chaque point la direction de la ligne de force. (Test ainsi que se forme le spectre magnétique : chaque parcelle de limaille tend à se placer tangentiellement à la ligne de force, et les grains s'attirant par leurs pôles voisins de signes contraires, forment une espèce de filet solénoïdal (jui dessine la ligne de force.

166. Magnétisme rémanent. — Force coercitive. -— Si le fer est pur et non écroui et présente les propriétés du fer désigné dans l'industrie sous le nom de fer doux, l'aimantation s'établit et cesse instantanément, du moins en général, avec l'influence. Avec le fer écroui, le fer impur, avec la fonte, l'acier et surtout l'acier trempé, l'aimantation est plus lente à s'établir, est moins intense pendant l'influence, mais subsiste pour une portion plus ou moins grande après que

r influence a cessé. Telle est rorigine des aimants artiticiels. On appelle magnétisme temporaire celui qui existe seulement pendant l'influence, magnétisme rémanent ou résiduel celui qui persiste après que Tinfluence a cessé.

On a donné le nom de force coercitive à la propriété que possèdent ainsi certaines variétés de fer de garder après l'influence une partie du magnétisme que celle-ci avait développée. La force coercitive se présente comme une propriété analogue au frottement qui s'oppose, jusqu'à une certaine limite, aux modifications que les causes de toute espèce tendent à produire dans l'état magnétique.

167. Corps magnétiques et diamagnétiques. — Le fer, y compris ses variétés, n'est pas le seul corps qui s'aimante par influence. Le nickel et le cobalt, qui ont d'ailleurs tant

d'analogies avec le fer, présenjj ^,--- — >-----^N tent les mêmes propriétés, quoi-

F^^ ^^'^ ^1^^'^ "'^ degré moindre. Il en

S/ ^ est de même, à un degré plus

J faible encore, de quelques composés du fer, l'oxyde magnétique Fe^O'' qui constitue la pierre Fig. i38. d'aimant, le perchlorure de fer,

le sulfate de fer, solides ou en dissolution. Enfin quand on augmente de plus en plus l'intensité du champ et qu'on perfectionne les procédés d'observation, on finit par reconnaître qu'il n'existe probablement aucun corps, solide, liquide ou gazeux, qui ne soit sensible à l'action du magnétisme et n'acquière par influence la polarité magnétique. Seulement les corps se divisent en deux catégories bien distinctes : les uns se comportent dans le champ à la manière du fer et ont leur axe d'aimantation parallèle aux lignes de force, les autres prennent une aimantation inverse et en sens contraire des lignes àeîovce {fig. i38). Aux premiers on donne le nom corps magnétiques, aux seconds le nom de corps diamagnétiques. Les propriétés diamagnétiques ne se mani-

INFLUENCE MA(iNÉTloUL:. 187

fcslent jamais ([i,ràuii dogrc très faiblo; le C()r[)S le i»liis l'nilciiicni (liainnf^nétiqiie est le bisniiilli.

168. Coefficients d'aimantation. — Susceptibilité magnétique. — Le problème fondamental de raimantation par influence est de déterminer le rapport entre l'intensité d'aimantation A et la forro magnétisante F. Si on pose

k est ce qu'on appelle le coefficient (^aimantation, ou la susceptibilité magnétique An corps considéré. Nous conviendrons de le prendre positif ou négatif suivant qu'il s'agira d'un corps magnétique ou diamagnétique. La détermination du coelTicient k revient à celle de A et de F ; mais le problème est en réalité très complexe. Quand on soumet un morceau de fer doux à l'action d'un champ uniforme, la force qui agit en chaque point du barreau n'est pas seulement l'action du champ; elle est la résultante de l'action du champ et de l'action exercée par les masses magnétiques développées par influence, laquelle varie d'un point à un autre. Pour obtenir une aimantation uniforme telle qu'il n'y ait plus, pour avoir k, qu'à diviser le moment du corps par son volume, il faut donc choisir le corps de manière que cette dernière action soit nulle ou tout au moins constante pour tous les points de l'intérieur. Le calcul montre qu'elle est constante, dans un champ uniforme, pour une sphère et pour un ellipsoïde dont un des axes comcide avec la direction du champ; le magnétisme développé se réduit dans ce cas à deux couches de glissement (24) ayant une action constante sur tous les points intérieurs. Elle serait nulle dans le cas d'un anneau, en forme de tore, soumis h un champ dans lequel la force constante serait tangente en chaque point à une circonférence concentrique au tore. Mais il est facile de voir qu'il en est encore, non plus rigoureusement, mais sensiblement de même pour un cylindre dont la longueur est très grande par rapport au

188 MAGNÉtlSMË\

diamètre et dont l'axe est parallèle au chaïup : les masses magnétiques actives se réduisent à celles que recouvrent les faces terminales ; leur action est de sens contraire à celle du champ et elle varie d'un point à un autre ; mais on peut la considérer comme négligeable dans la plus grande partie de la longueur du cylindre. Pour toute cette partie, l'action se réduit à celle du champ et l'aimantation peut être considérée comme uniforme. L'expérience montre qu'il n'en est ainsi que si la longueur du cylindre dépasse 3 ou 400 fois le diamètre. Si 9 est l'intensité du champ, on aura

le coefficient d'aimantation peut donc être défini V'mtensité d'aimantation que prend dans un champ égal à limité un (•//lindre infinime7ii mince placé parallèment au champ.

169. Variations de k. — On peut admettre comme un lait d'expérience que le coelTicient k est constant pour tous les

Xy' ^

jp

corps faiblement magnétiques et pour les corps diamagnétiques; mais il n'en est plus de même pour les corps fortement magnétiques, comme le fer, le nickel et le cobalt. D'une manière générale, l'intensité d'aimantation croît d'abord à peu près proportionnellement à la force magnétisante, mais ensuite moins rapidement et tend finalement vers un maximum. ce qui revient à dire que k est d'abord sensiblement constant et qu'il va ensuite en décroissant avec zéro pour limite. En

INFLllKNCE MAGNÉTIQUE. 189

prenant les forces magnétisantes comme abscisses, l'intensité d'aimantation serait représentée par une courbe telle que OAL(fig.i^).

En réalité, le coefficient k n'est jamais constant, môme pour les petites forces magnétisantes, et la partie rectiiigne OA doit être remplacée par une courbe présentant en B un point d'inflexion. Ce point correspond à la valeur maximum du coefficient k.

170. Influence de la température. — Le coefficient k est une fonction de la température. Pour le fer, il devient nul et l'aimantation n*a plus lieu à la température du rouge cerise ; l'expérience montre qu'elle varie très peu de o" à 680". Elle éprouve alors une chute brusque, et à 770°, les pro~ priétés magnétiques ont complètement disparu.

Pour le nickel, le coefficient croit légèrement jusqu'à 200°; il passe alors par un maximum, et décroît jusqu'à 3^0°, température à partir de laquelle il est nul.

Pour le cobalt, le coefficient va en croissant de o^ à 325°,

171. Courbes d'aimantation. — 11 est nécessaire d'entrer plus avant dans le détail pour saisir la loi du phénomène. Le cylindre infiniment mince étant placé parallèlement aux lignes de force dans un champ uniforme d'intensité variable, supposons qu'on donne au champ des valeurs croissantes depuis zéro jusqu'à F, puis décroissantes depuis F jusqu'à zéro, de nouveau croissantes de zéro à F, et ainsi de suite. Si on porte en abscisses les forces magnétisantes F et en ordonnées les intensités d'aimantation A, les phénomènes seront représentés par la courbe de la figure 140.

Pendant la première période, l'intensité croît de 0 à A, d'abord lentement, puis d'une manière plus rapide, enfin d'une manière plus lente en tendant visiblement vers un maximum.

Pendant la période décroissante, fintensité A est loin de repasser par les mêmes valeurs, elle suit la courbe AA' dans la direclion de la flèche, et quand la force F est redevenue

nulle, l'aimanlalion a encore une valeur considérable OA'. La force croissant de nouveau, l'aimantation croît lentement de A' en A de manière à reprendre sa valeur primitive pour la même valeur F de la force magnétisante.

Si on continue à faire repasser la force magnétisante par le même cycle, le point figuratif de l'aimantation décrit indéfiniment la même boucle AA'.

La marche du phénomène est la même, qu'il s'agisse de fer doux ou d'acier. Avec le fer doux, deux conditions sont indispensables : il faut que le barreau soit soustrait à tout ^ ^. ^ ébranlement et qu'il soit assez long

^' ' ' pour que la force démagnétisante

des extrémités soit négligeable. Avec un barreau soumis à des vibrations ou avec un barreau court, la courbe descendante se confond presque avec la courbe ascendante, et après la suppression de la force, le magnétisme rémanent est sensiblement nul. C'est ainsi que pratiquement on peut dire que l'aimantation du fer doux est purement temporaire. Si, au lieu de faire varier la force magnétisante de zéro à F et inversement, on la fait osciller entre deux valeurs égales et de signes contraires -|-F et — F, la courbe figurative de l'aimantation est celle de la ligure 14 1. La courbe OA correspond à Taimantation initiale quand la force magnétisante croît pour la première fois de zéro à F; la portion AGxV aux valeurs décroissantes de la force de -|-F à — F ; enfin la portion A'BA aux valeurs croissantes de — F à -j-F. Le point figuratif décrit ensuite indéfiniment le même cycle pour les mêmes variations de la force magnétisante.

172. Retard d'aimantation. — Ainsi à une même valeur de la force magnétisante correspondent des intensités d'aimantation qui dépendent non seulement des conditions actuelles, mais des états antérieurs. En particulier quand

de la force

nés élats successifs formenl un cycle comme celui figure T'|f, on voit que pour une même valeur de la magnétisante, l'intensité est plus grande dans la période descendante que dans la période ascendante. C'est ce qu'on peut exprimer en disant qu'il y a relard de l'aimantation par rapport à la force magnétisante.

Ce retard peut être considéré comme un effet de la force coercitive. Il est plus grand pour l'acier que pour le fer doux, et les deux courbes qui composent le cycle de la figure 141 s'écartent d'autant plus l'une de l'autre que la force coercitive est plus grande.

173. État neutre. — Si à partir d'un point quelconque M du cycle, correspondant à la force F^, on fait décroître la force jusqu'à zéro, pour revenir ensuite de zéro à Fj, le point figuratif décrit une boucle telle que la boucle AA' de la figure i^o. En choisissant convenablement le point M sur la partie positive de la branche ascendante ou sur la partie négative de la branche descendante, on peut obtenir une aimantation nulle au moment où la force magnétisante redevient nulle. Bien que l'aimantation soit nulle, l'état du barreau n'est pas identique à celui qu'il possédait avant toute aimantation; il prend plus facilement une aimantation de signe contraire à celle qu'il vient de quitter qu'une aimantation de même signe.

On le ramènerait à un état symétrique en le soumettant à l'action de forces alternativement de sens contraires décroissant progressivement jusqu'à zéro. Mais on n'aurait pas encore l'état neutre proprement dit ; il en différerait par la valeur de la susceptibilité. Seule la chaleur rouge peut effacer toute trace des aimantations antérieures.

174. Valeurs numériques. — Il est impossible de donner autre chose que des indications un peu vagues.

A la température ordinaire, le maximum d'aimantation est de 1800 à 2300 unités G. G. S. pour le fer parfaitement doux^ de 5oo pour le nickel et de 800 pour le cobalt.

Le maximum de k qui correspond au point d'inflexion de la courbe {ftg, 1 39) est d'autant plus grand et se produit pour une force magnétisante d'autant plus petite que la force coercitive est moindre.

• Avec le fer doux, ce maximum a lieu pour une force magnétisante de 2,6 à 3 unités G. G. S. et est compris entre 200 et 273. La valeur de k est d'environ .\o pour l'intensité 0,46, qui est celle du champ terrestre. Un fil de fer doux, très long et très mince, par exemple d'un millimètre de diamètre et de 5o centimètres de longueur, placé parallèlement au champ terrestre, prendra une aimantation dont l'intensité sera 0,46 X 40=-" 18,4 ; et comme son volume est sensiblement de 0,40 centimètres cubes, son moment sera égala 18,4X0,40=7,36(157;.

Ges valeurs correspondent à du fer très doux, mais soustrait à tout ébranlement. Si le fil est maintenu en vibration pendant l'aimantation, le maximum de k a lieu pour une force inférieure à 0,2 et peut atteindre jusqu'à iGoo.

Avec l'acier, le maximum de k correspond à des forces magnétisantes comprises entre 2j et 40 unités, et atteint des valeurs de 10 à 35 suivant qu'on a affaire k de l'acier dur ou à de l'acier doux.

Quant au rapport entre le magnétisme rémanent et le magnétisme total, il est sensiblement le même pour le fer très doux, l'acier doux, l'acier trempé et l'acier recuit, et atteint environ o,85 à 0,90. Il est beaucoup plus faible pour le fer écroui, et ne dépasse guère 0,6. Ges nombres correspondent au cas où la force démagnétisante peut être considérée comme nulle, et où le barreau a été soustrait à tout ébranlement.

INFLUENCE MAGNETIQUE. 193

Au fur et à mesure que l'intensité d'aimantation augmente, le magnétisme rémanent approche plus vite de la saturation que le magnétisme total, le rapport va donc en diminuant, faiblement pour le fer doux, davantage pour l'acier et considérablement pour le fer dur.

Le fer qui renferme 7 à 8 p. 100 de manganèse est à peine magnétique.

175. Force d'arrachement. — Il est facile de déduire de ces nombres la force maximum nécessaire pour séparer les deux moitiés d'un cylindre de fer doux ou d'acier coupé par une section perpendiculaire à l'axe. L'aimantation étant supposée uniforme, les deux surfaces en regard ont des densités c égales à A en valeur absolue ; l'attraction par unité de surface est 2 7rA^ (44); pour la surface totale S, la force est 2 7rA^S; si P est le poids en grammes nécessaire pour produire l'arrachement, on a

aTcA^S^^P.

En supposant A égal à 1800, on trouve, pour le fer doux, 20 kilogrammes environ par centimètre carré.

176. Perméabilité magnétique. — Les phénomènes d'aimantation par influence peuvent être envisagés d'une autre manière. Considérons dans un champ uniforme un corps susceptible d'une aimantation uniforme, une sphère homogène par exemple. Son état, qui peut être représenté, comme nous l'avons vu, par deux couches de glissement, peut être considéré comme résultant d'une modification du milieu qui la compose, analogue à celle qui existait antérieurement dans le milieu, air ou vide, dont elle occupe la place, avec cette différence que le flux de force par unité de surface, au lieu d'être 9, est devenu égaLà i^-'-o, [^ étant un facteur qui est fonction à la fois de la nature du corps, de son état et de la valeur de la force magnétisante. On l'appelle la perméabilité magnétique. Pour les corps magnétiques, fx est JouBERT. — Étectricité. "13

un nombre plus grand que l'unité; il est plus petit que l'unité pour les corps diamagnétiques. Les figures 142 et 143 re-

Fig. l'i^,

présentent deux sphères dans un champ uniforme, telles que pour la première on ait u,=: 2, 8 et pour l'autre, [i. =- 0,48.

rig. i'|3.

177. Induction magnétique. — Nous donnerons le nom cVinduction magnélique à la quantité [7.<j), et nous la représenterons par la lettre B. On a donc

B représente le flux qui à l'intériear du corps considéré traverse une surface égale à l'unité perpendiculaire à l'aimantation. Ce qui fait l'importance du coefficient \l, c'est qu'il est susceptible d'une détermination directe, la quantité B pouvant être mesurée directement.

INFLUENCE MAGNÉTIQUE. iO:;

Pour établir la relation du coefficient de perméabilité [jl avec le coefficient de susceptibilité k, considérons un cylindre long {fig. i/fl), placé parallèlement au champ et d(jnt, par suite, l'aimantation peut être regardée comme uniforme. Pour déterminer expérimentalement la force maornétique à l'intérieur de l'ai- t.- ,,

mant, il faudrait creuser au pomt

considéré une cavité, y placer un pôle magnétique égal à l'unité et mesurer l'action qui s'exerce sur ce pôle. La grandeur de cette action dépendra de la forme de la cavité. Supposons qu'on enlève du cylindre une tranche inûniment mince NS perpendiculaire à Taxe. Les deux couches de densité uniforme =t A, qui se développent sur les surfaces N et S exercent sur le pôle égal à Tunité placé dans la fente au point P, des actions concourantes égales chacune hiizA, et dont la somme est 4 TT A; si on y ajoute l'action 9 du champ, on voit que le flux par unité de surface de la section est © -(~ 4 "^ A ; ce flux est celui que nous avons désigné plus haut par B.

On a donc

B = cp + 47rA;

comme on a d'ailleurs A = A' 9, il en résulte

Supposons qu'on donne à la cavité la forme d'un cylindre infiniment mince parallèle à l'aimantation, il est facile de voir que les actions qui s'exercent maintenant sur le pôle sont celle du champ cp, celles des deux masses infiniment petites situées aux extrémités de la cavité, enfin celles des masses qui recouvrent les deux bases du grand cylindre, et que ces deux dernières actions étant négligeables, il reste uniquement l'action du champ, on a donc F =0.

On peut donc définir le coefficient ul comme le rapport qui existe entre la force B qui agit sur un pôle égal à l'unité

placé dans une fente infiniment mince perpendiculaire à l'aimantation et la force F qui agit sur le même pôle placé dans un canal infiniment mince parallèle à l'aimantation.

Nous avons vu que pour le fer doux k peut atteindre en moyenne jusqu'à ^So, ce qui donne 3ooo pour le maximum de [X. Pour les corps diamagnétiques, la valeur de k restant toujours très petite, (x ne devient jamais négatif. La valeur

maximum connue est celle du bismuth, ^ = ; lava-

leur de fx ne descend donc jamais au-dessous de l'unité que

de quantités extrêmement petites.

Quant à l'induction B, la valeur maximum qu'elle peut

atteindre pour le fer est /juX^-Sco soit environ Saooo (174).

178. Aimantation relative. — Pour Tair (x est évidemment égal à l'unité. Si une sphère de perméabilité [x était placée dans un champ uniforme, le miUeu étant autre que l'air et ayant lui-même une perméabilité (x', on aurait en représentant par [x^ la perméabilité de la sphère relativement au milieu,

ÎXj = — = -— - — - r=r i-l-4xA;j.

tx I -f- /| TT A;

On en déduit pour le coefficient k^ de susceptibifité relative

et comme k' est toujours un nombre très petit, on a sensiblement

Ce résultat conduit à des conséquences analogues à celles qu'on déduit du principe d'Archimède pour les corps flottants. Trois cas peuvent se présenter : 1° A' > k' , le corps se comporte comme un corps magnétique; 'i.°k = k', comme un corps neutre; 3° k<^k\ comme un corps diamagnétique.

179. Travail d'aimantation. — Considérons un volume u du cvlindre infiniment mince du § 168. Soit 9 l'intensité du

champ, A l'intensité d'aimantation ; le moment magnétique de l'élément considéré est uA. Le travail qu'a coûté son aimantation est évidemment égale à son énergie actuelle.

On a vu (155) que l'énergie d'un aimant infiniment petit de moment déterminé et fixe, est égale et de signe contraire au flux de force qui traverse, par le côté négatif, une surface perpendiculaire à l'axe et égale à son moment. La surface étant perpendiculaire au champ, on aurait W = — uk(f. C'est le travail nécessaire pour amener Vaimant considéré depuis l'infini jusqu'à la position qu'il occupe; mais dans le cas présent, le moment de l'aimant n'est pas fixe, il a varié en chaque point du parcours proportionnellement à l'intensité du champ depuis zéro jusqu'à sa valeur actuelle. Le travail dépensé n'est que de moitié de celui qu'aurait demandé l'aimant fixe (52), et on a

Le travail de l'aimantation pour chaque unité de volume est donc

w = Acp.

Si l'intensité du champ croît de c^cp, l'intensité d'aimantation croît de dK; on a, par suite, en négligeant le produit de dk par 6/cp qui est un infiniment petit du second ordre, pour le travail correspondant à cet accroissement

w^ — w^ = ( Ac?cp -f- (X)C?A) .

Considérons la courbe {/ig. i45) qui représente la valeur de A en fonction de ©, les termes A<icp et cp^A sont les valeurs des aires des j)etits rectangles MNPQ et MNRÏ. Pour avoir le travail correspondant à un cycle d'aimantation tel que ABCD, il faut faire la somme de toutes ces aires élémentaires et il est facile à voir que cette somme est le double de

l'aire S comprise dans le contour. Le travail de l'aimantation correspondant au cycle sera d'autant d'ergs que la

surface S vaut de centimètres carrés.

Si on considère le cycle correspondant à des aimantations alternativement égales et de signes con^ traires (171), on trouve pour une bonne aimantation du fer doux des valeurs allant de loooo à iSooo ergs et, pour l'acier, de 120000 à 200000 ergs, par centimètre cube.

Si on prend pour la densité du fer 7,8, pour la chaleur spécifique 0,11, la capacité calorifique de i centimètre cube est 0,858. Un erg échauffera donc i centimètre cube de fer d'un nombre de degrés centigrade égal à

Fil

On en déduira facilement réchauffement dû à une série d'aimantations et de désaimantations successives.

180. Équilibre d'un corps magnétique dans le champ. ^ Une sphère isotrope placée dans un champ uniforme y est en équilibre indifférent dans toutes les positions possibles. Il n'en est plus de même d'une sphère taillée dans un milieu cristallisé. Le coefficient d'aimantation, comme les autres constantes physiques, n'a plus la même valeur dans toutes les directions, et le corps possède trois coefficients principaux k, k', k" suivant trois directions rectangulaires. La sphère a dès lors trois positions d'équilibre, celles où l'un des axes est parallèle au champ ; mais une seule est stable : si le corps est magnétique, l'axe parallèle au champ doit être l'axe d'aimantation maximum; l'axe' d'aimantation minimum, s'il est diamagnétique. Si la sphère est mobile autour d'un de ses axes, le couple qui la maintient dans sa

INFLUEiNCE MAGNÉTIQUE. 199

position d'é(|nilibro est proportionnel à la did'érence des coefficients relatifs aux deux autres axes. 181. Mouvements des très petits corps dans le champ.

— Si le champ n'est plus uniforme, les mêmes conséquences s'appliquent encore à une sphère assez petite pour que le champ puisse être considéré comme uniforme dans l'espace qu'elle occupe ; elles s'appliquent même, au moins très approximativement, à un corps de forme quelconque, mais très petit; l'aimantation pouvant toujours dans ce cas être considérée comme uniforme et due seulement à l'action du champ. Considérons une sphère isotrope de très petit volume u; soit <p l'intensité du champ et k le coefficient d'aimantation ; la sphère est assimilable à un aimant infiniment petit ayant son axe parallèle au champ et de moment M.= uko (153). L'aimantation étant parallèle au champ, l'énergie de la petite sphère est

W = — -uko\

Le corps abandonné à lui-même resterait en équilibre dans un champ uniforme; mais dans un champ variable, il tendra à dépenser l'énergie qu'il possède et, pour ainsi dire comme un corps qui tombe, par la hgne de plus grande pente. Si A" est positif, l'énergie diminue quand cp augmente, il se déplacera donc, non suivant une ligne de force comme le ferait une masse magnétique unique si elle était réalisable, mais dans la direction suivant laquelle la force varie le plus rapidement et finira par aboutir aux aimants ; il sera attiré par les aimants. Si k est négatif, il marchera au contraire dans le sens où la force diminue le plus rapidement et paraîtra repoussé par les aimants. Telle est la véritable interprétation des attractions exercées par les aimants ou par les corps électrisés sur les corps primitivement à l'état neutre ^

1 C'est pour cette raison que, daus l'expérience du spectre magnétique, on voit l'ensemble des lignes de force se déplacer en se rapprochant des aimants, quand on donne de petits chocs à la lame de verre.

Fjg. i46.

182. Équilibre d'un corps allongé. — Considérons maintenant un corps de forme allongée, une aiguille cylindrique

par exemple, suspendue librement dans un champ uniforme. Si chaque élément de volume se com = portait comme s'il était seul, il prendrait une aimantation parallèle au champ et l'aiguille resterait en équiUbre indifïerent dans une position quelconque {fig. 146).

L'expérience montre qu'il en est ainsi pour tous les corps faiblement magnétiques, mais que si le corps est fortement magnétique, l'aiguille prend une direction parallèle au champ. Elle se comporte donc comme une aiguille cristallisée dont l'axe de figure serait l'axe de plus grande aimantation, et la raison en est la même : l'action du magnétisme induit est plus grande sur l'aiguille placée transversalement au champ que sur l'aiguille placée parallèlement, et le coefficient apparent est plus petit dans le premier cas que dans le second. L'aiguille a donc une position d'équilibre stable, et le couple

qui l'y maintient est proportionnel à la difi'érence des deux coefficients apparents (180).

183. — Supposons maintenant l'aiguille dans un champ variable. Si elle est isotrope et faiblement magnétique ou diamagnétique, elle obéira seulement à la tendance de chaque élément à marcher, suivant le cas, vers les maximums ou les minimums de force. Par suite, dans un champ symétrique par rapport à un centre.

le

Fig. i4:

INFLUENCE MAGNETIQUE.

comme celui qu'on oblienl entre deux pôles égaux et de signes contraires [fig. 147), l'aiguille magnétique se placera parallèlement aux lignes de force ou axialcment suivant a 0, et l'aiguille diamagnétique perpendiculairement aux lignes de force, ou transversalement suivant cd\ de là le nom de diamagnétiques donné aux corps qui présentent cette dernière propriété.

Si le corps est cristallisé ou fortement magnétique, il a à obéir à une double tendance, celle qui porte chaque élément vers les points où la force est maximum et celle qui tend à placer l'axe de plus grande aimantation parallèlement aux lignes du champ. Dans le champ symétrique dont il vient d'être question, les deux actions sont concourantes et la position d'équilibre coïncide avec la ligne des pôles. Mais dans un champ de forme quelconque elles pourront donner lieu à des effets très bizarres en apparence.

Ces phénomènes sont souvent désignés sous le nom de phénomènes magnéto-cristallins .

184. Mouvement des liquides et des gaz dans un champ variable. — Les mêmes effets se produisent sur les liquides et sur les gaz. — Les figures l'iS et 149 représentent les effets

Fier.

Fig. i/|9.

obtenus en plaçant une goutte de liquide dans un verre de montre entre deux pôles égaux et de signes contraires. Dans la première le liquide est magnétique; il s'accumule aux points où la force est maximum; dans la seconde, il est diamagnétique et se porte aux points ou la force est minimum. Une goutte de liquide mobile dans un tube en verre horizontal et qu'on place équatorialement entre les deux pôles, marche vers le centre si elle est magnétique et s'en éloigne si

elle est diamagnédque. De même la flamme d'une bougie, laquelle est diamagnétique, est repoussée dans le plan de

l'équateur {fig. i5o).

Parmi les gaz, l'oxygène est fortement magnétique ; le protoxyde d'azote, l'acide carbonique, l'éthylène, le cyanogène, sont diamagnétiques; l'azote et l'hydrogène paraissent neutres.

Pour mettre le phénomène en évidence, on peut suspendre un ballon de verre au plateau d'une balance au-dessus du pôle d'un aimant puissant. On établit l'équilibre, le vide étant fait dans le ballon; on remplit ensuite le ballon du gaz à essayer. Avec l'oxygène, on a une attraction très sensible et cinq fois plus grande que celle que donne l'air à la même pression.