I**^, — PRIJÎCIPES DE LA THEORIE DU MAGNETISME

77. Proposition. '^^ Il est inutile de recourir à une nouvelle «cause autre que les courants électro-dynamiques pour expU-^ » quer le magnétisme. »

En effet, le magnétisme n'est autre chose que l'ensemble de certains phénomènes dont le plus caractéristique est lat traction du fer par les aimants. Gela posé, il est bien clair que tant que Ton ne trouvait rien de complètement semblable à ces phéno* mènes dans le reste de la physique, on devait les attribuer aune cause particulière; c'fsst aussi ce que Voix avait faitavii)nt que Ton

i6 TRAITÉ DE PHYSIQUE.

connilt les propriétés des courants électriques: Ainsi on a attribué* ées phénomènes à deux fluides particuliers logés entre les mol^^' cules des aimants et entre celles du for, et même entre celles der oorps magnétiques en général. On les a appelés fiaides magné'tiquetf et on a supposé que les molécules d'un même fluide a^ repoussaient, tandis que celles d:'utt fluide attiraient celles dé* l'autre, au moyen de quoi on explique toutes les attfacûons ct> répulnons des aimants, comme on explique celles des co#pa< électrisés, par le moyen de deux fluides électriques. Maisj coauuei; les plœnomènes magnétiques ne sont que la répétition exacte de Qcux que présentent les corps où circulent des courants électri*' ques, il s'ensuit qu'on doit naturellement les attribuer à la* même cause.

Cette analogie des corps magnétiques avec les courants étèctriques ne peut être consutée tout à fait que successirement dâiutout le cours du présent numéro. Néanmoins, on peut déjà en* donner une première preuve en présentant à delà limaille de fei< quelques corps où circulent des courants électriques, tels qùet# solénoïde HH', par exemple, de Idi/ig. 241 ; car on voit alors kl limaille s élancer sur ces corps et y adhérer comme sur un àh^ maut : mais sitôt que l'on frfit cesser les courants, la Muiaille retouibe.

Remarque /•— Les courants n'agissent pas seulement sur le fer^ mais en général sur tous les corps magnétiques.

78. Problème, — « On demande d'expliquer l'action des cou- » rants électriques sur les corps inagnétiques. »

Solution, — D'après ce que nous venons de dire, c*est en concevant des courants électriques dans le fer et autres corps magnétiques, que l'on expliquera cette action ; et, comme la moindre particule de fer est attirée par un courant électrique, il faut cou* cevoir que c'est à chaque molécule de fer, ou à chaque groupe infiniment petit de molécules du fer, qu'il existe un ou plusieurs courants. Mais, maintenant, il faut bien que ces courants ne puissent exercer aucune attraction entre eux, car les partrcules de fer ne s'attirent pas entre elles, comme on sait. Or, les solénoides homogènes, fermés et normaux, jouissent justement dé cette propriété, comme nous Tavons vu au n«7(J. Ainsi nous supposerons inhérent à chaque molécule de fer, ou à chaque groupée infiniment petit de ces molécules, un solénoïde fermé, hornb*!» gène et normal.

Pour se représenter cette espèce de soléno'jde, soit i J ( fig. a4*J «B petit groupé de molécules de fer, on peut le regarder comme

MAGNËTISMtr. A

ttoe petite pile voltai^ue, d'où il sortirait nn jet âe courante électriques par le côté A, lesquels, se recourbant sur eux-métnes pour envelopper ce groupe de tpiis côtés, y rentreraient par le côté opposé B. La figuré ne représenté de ces courants qu'adroite et à gauche éh T et en J' ; mais il faut s'en figurer aussi en arant et en arrière, en un mot tout alentour. D'après eela, quàné nn morceau de f^r sera en présence d'un morceau de fer, il ti'^ aura aucune action. Mais, dès qu'un courant électrique est ëîlr présence d'un pareil morceau de fer, aussitôt il agit sur les solénoides dé ce fer, rend les uns hétérogènes en accumulant plti*" sieurs dé leurs courants sur un même endroit, et rend obliqueif les autres en inclinant leurs courants sur leurs axes.

Ainsi, supposons que les forces qui émanent des courants ex«^ térieurs agissent parallèlement au papier sur lequel sont tracées lesy?^. 244, dans la direction AB, et soient I et J deux molécules ou groupes de molécules de fer, dont l'un nous offre son solenoide IF de face, et dont l'autre JJ', nous l'offre de profil. Ayant l'action des forces dont il s'agit, ces solépoïdes auront leurs courants également espacés et perpetidiculaires aux axes de ces mêmes solénoïdes, comme on le voit atitour de I, où les courants sont ir IF', etc., ou bien autour de J, où les coûtants sobt HB', GG\ JJ', etc. ; mais, par l'effet de ces forces, ces conranti sè disposeront comme on le voit, soit autour de Ii, soit autour de Ji : ainsi , autour de Ii ils offriront un solénc^de CC'iyD ft deux bouts G et D, tandis qu'autour de Ji ils seront inclinés comme on le voit cu) HiH'i, GiG/i, JiJ'i, etc. Pour la molécule It, les forces qui émanent des courants extérieurs attireront le Dout G et repousseront l'autre Û ; mais, quant à Ji, ces forces attireront toute la face du soléno'ide par laquelle il regarde ces courants, et elles repousseront la iace opposée. Par feonséquettt, après cette action du premier instant, les solénoïdes, d'incapableé d'attraction qu'ils étaient, deviennent capables d'attirer et d'être attirés parles courants extérieurs qui, s'ils sont fixés, stnènentâî eux les parcelles de fer.

79. Corollaire, — r « Tant qu'un morceau dé fer est sous l'ito- » fluenèe d'un courant, ce morceau de fer est un téritable ai- » mant. »

En effet, sous cette influence, les solénoïdes du morceau de fer ne sont plus sans action ; et, soit d'après ce qui précède, sOit d'après ce qu'on â vu sur les solénoïdes à la fin du n** 1, pag. 88, ils sont doués chacun de deux forces de sens contraires, et placées sut deux parties opposées de ces solénoïdes, dont l'une

Sl^ TRAITÉ DE PHYSIQUE.

çst attirée et l'autre est repoussée par les courants extérieurs. De sorte que toutes celles de ces deux espèces de parties qui sont douées de forces attirant les courants extérieurs sont tournées ▼ers eux, et que toutes les parties douées de l'autre espèce de forces sont tournées du c6té opposé. Ainsi, les forces des solenoïdes du morceau de fer dont il s'agit conspirent et tendent à produire des effets qui se soutiennent mutuellement; elles exer* ceront donc leur action sur les solénoïdes de tout autre morceau de fer qu'oa leur présentera, et par conséquent Tattiieront. Au reste, c'est ce que Ton peut vérifier par l'expérience, de la manière suivante. On enfile dans un solénoïde en hélice, tel que celui HH' de \difig. 241, une règle de fer dont un bout sorte de 2 ou 3 pouces, et, en présentant cette extrémité à de la limaille de fer, on la voit s'y élancer aussitôt. On peut même ainsi produire des aimants capables d'enlever plusieurs quintaux. La manière la plus commode de disposer l'appareil pour cela est représentée à \difig* 275 ; seulement il faut enlever la partie SNDH de l'appareil, laquelle peut se mettre et s'ôter à volonté.

La partie restante BEA est un gros morceau de fer en fer-àcheval, dont les deux branches BB' et AA' sont enveloppées par les tours nombreux d'un fil de cuivre recouvert de soie. Oa plonge l'une des extrémités G et F de ce fil dans un des pôles d'une pile et l'autre dans l'autre pôle; alors, en présentant une masse de fer aux deux bouts B et A du fer-à- cheval, ils l'attirent et la retiennent fortement, quand même elle pèserait plus d'un quintal.

80. Proposition,'^ a Quoique les courants qui composent les so- » lénoïdes des molécules de fer peuvent bien agir les uns sur les » autres quand ces solénoïdes ne sont plus homogènes et nor- » maux, néanmoins il faut supposer ceux d'une molécule ou » d'un groupe de molécules trop éloignés de ceux du groupe » voisin pour pouvoir se mêler, avec eux et passer d'un groupe » de molécules à l'autre. Ce passage est k fortiori impossible d'un » morceau de fer à un autre morceau de fer ou à toute autre s» substance conductrice. »

En effet, le magnétisme d'un morceau de fer n'est pas altéré par son contact avec un corps conducteur, comme le serait l'élec* tricité qu'on aurait déposée à sa surface en l'électrisant par quel"* qu'un des procédés expliqués précédemment.

Remarque IL — L 'acier n'étant que du fer combiné avec quelques atomes de charbon, il s'ensuit qu'il doit exister des courants électriques autour des molécules d'acier comme autour des

molécules de fer : c'est aussi ce qui a lieu. NëaDmoins il y a entre le fer pur, ou, comme on dit, le fer doux et Tacier, mais surtout l'acier trempé, une différence qu'il importe de faire tonnaitre dans la proposition suivante.

81. Proposition. — « Quand le fer est soumis à des causes ca« B pables de l'aimanter, cette aimantation se manifeste ou dispa- » rait subitement dès que ces causes commencent ou cessent » d'agir, tandis que dans l'acier l'aimantation ne se développe et » ne se détruit qu'avec une excessive lenteur. »

Démonstration. — En effet, dans l'expérience du corollaire développé à la page précédente, l'attraction de la limaille par la règle de fer introduite dans l'hélice électro-dynamique a lieu sitôt que l'on établit les courante dans cette hélice, et cette limaille retombe dès que l'on interrompt cea courants ou que l'on retire la règle de fer ; mais, si l'on ranplace cette règle par une règle d'acier trempé, alors, dans les premiers instants^ l'attraction de la limaille n'aura pas lieu ou presque pas; ensuite elle deviendra de plus en pins considérable, jusqu'à un certain terme qu^elle ne dépassera plus. Après cela, si l'on retire la règle d'acier de rhélice, elle conservera indéfiniment sa vertu magnétique.

82. Corollaire. — « On voit donc que dans le fer les courants » cpi ont lieu autour des molécules peuvent se mouvoir facile- » ment autour d'elles, tandis <jfu'ils ne peuvent le faire qu'avec » une extrême difficulté dans l'acier trempé. »

En effet, si l'aimantation se manifeste et disparait subitement dans le fer doux, c'est que ces courants obéissent sur-le-champ à l'action des causes qui tendent à produire cette aimantation pour prendre les dispositions que l'on voit autour de Ii et de J| dans \à.fig. 244, et que, dès que ces causes cessent, l'attraction mutuelle de G et D ramène tout de suite l'homogénéité autour deli; enfin, l'action mutuelle des courants HiH'i, JiJ'i» etc., les rétablit tout de suite datis la position normale représentée autour de J ; au contraire, raimantation ne se développe et ne se détruit si lentement dans l'acier trempé que parce que les courants de ses molécules éprouvent une résistance considérable, semblable à une espèce de frottement très-dur, qui les retarde beaucoup dans le mouvement que tendent à leur donner, soit les forces extérieures propres à l'aimanter, soit leurs actions mutuelles, dont l'effet serait de détruire au contraire cette ai» mantation.

p TRAIT* PB raYSIQUE.

83. D^niUon. — On appelle/or«? coèrciti^ la r^sisfaiicf que 1^ corps opposent au développement aussi bien <|u'à la destruction de raUuantation dans leur intérieur.

Proposition. — « La trempe n*est pas la seule chose qui donne » de la force coërcitive. »

Ainsi, l'oxydation, c'est-à-dire la combinaison du fer avec cette partie de l'air qu'on appelle oxjrgènej produit le même effet ; car le fer qu'on trouve dans les mines» qui est toujours oxydé, a une certaine force coërcitive, puisqu'on en trouve souvent qui possède naturellement et conserve indéfiniment la propriété d'aimant. C'est ce que l'on appelle un aimani naturel ou une pierre

Remarque. — Les barres d'acier rendues magnétiques ou, comme on dit, aimantées, soit par les courants électrique», comme ci-dessus, soit par d'autres procédés que nous yerrow plus bas, sont ce qu'on appelle des aiaumis artifieseU.

84 Résumé. — En résumant ce qui précède, on voit que, pour nous, un aimant, soit naturel, soit artificiel, n'est que l'assenablage de particules infiniment petites, à chacune desqaallM adhèrent un système de courants âectriquea doives des âttrafitions et répulsions que leur attribue le numéro précédent, p. 81.

Nous appellerons chacune de ces particules un élémeni mm^

.gnitique.

. Il faut de plus ne pas oublier que, dans un élément maf[|i^ tique, il arrive souvent que ses forces attractivn et tépukîive n'émanent que de quelques-uns de ces courants, tandis que 1m autres sont sans action.

Ainsi, en considérant l'élément magnétique I| de la fig^ 24^9 on voit qu'il n'y a que le courant C^C et le courant I)|D qi|i soiç^ capables de quelque action, tandis queC'i C'^ pu tout autçf , a'^ capable d'aucune. Gela résulte de ce que nous a^ons d^t dan^ \^ remarque du n® 76.

Nous appellerons courints actifs ceux tels queCiCou DiB, f|t jçourcuUs inactifs ceux tels que GiG.

Dans l'élémeut J|, tous les courants sont plus ou moins «^ctifa. . 85. Proposition.— ^^i Dans un barreau d'acier aim^té, et en gé^ » néral dans tout corps magoétique, les courants actifs tendent ^ .»» se mouvoir pour se réunir ou s'arranger de mapière à devçr A nir inactifs ; autrement dit, les forces magnétiques d'ui:^ ^^H^ .» aimanté tendent à diminuer. ».

C'est ce que l'on pourrait établir par le calcul, mais c'est au^ ce que prouve i'expiérience.^

MA6»tTIS«|L Jff

En effety nous aTons vu que, dès qu^un isaxe^u àefyt e$t place sousTinfluence de certaioes forces magaéiiqueSy il devient un véritable aimapt. Ainsi certains courants de ses molécules de- 'viennent actifs en se séparant comme CiC (Jig. 244), ou en s*inclinant comme J'i J i $ mais sitôt que le même morceau de fer est soustrait auxdites forces magnétiques, il perd toutes ses pro^ priëtéa d'aimant, ce qui signifie que ses courants sont devenus inactifsy soit en se rejoignant, soit en se redressant. Ceci prouve 'notre proposition pour le morceau de fer, et il est aisé de la con* dure pour un barreau d'acier; car les courants électriques qui circulent autour des molécules de ce barreau sont les mêmes que ceux qui circulent autour des molécules de fer, puisque les molécules dudit barreau sont elles-mêmes des molécules de fer. Mais, au reste, on peut prouver notre proposition directement par Texpérience pour un barreau d*ar.ier. En effet, nous avons ^ que, lorsqu'un pareil barreau à été soumis à des courants électriques, ou à toute autre forcé magnétique, il acquiert les propriétés d'aimant î mais nous ajouterons ici : 1 " que, plus ces forces magnétiques auxquelles le barreau a été soumis som con^ ,sidérables, plus ce barreau acquiert è un haut degré la propriété d'aimant ; nous ajouterons 2° que, quand ces foreea magnël»^ ques sont très-puissantes, alors, bien que le barreau nsanifeste des propriétés d'aimant très-intenses tant qu'il est soumit à ces forces, n^anmoiiiay lorsqu'il est «oustcaii. à leur influence» cet pro]^iétésd'aiman$ diminuen)* et s'arrêtent invariablement à un certain degré inférieur : d'où il faut conclure que les forces ma** gnétiques très-puissantes, dont il s'agit, avaient réussi à rendre actifs un grand nombre de courants des molécules du barreau, mais que, lorsque ces mêmes forces ont disparu, plusieurs de tes courants actife se sont mus pour s'arranger entre eux de manière à devenir inactifs, et si les antres sont restés actifs, c*est qne, yu leur petit nombre, leur tendance à s'arranger de manièse à devenir inactifs n'a pu surmonter la force coërcitive.

86. Co/vliaire. ~u « Un barreau d'acier ne peut être aimanté » au delà d'une certaine limite. »*

En effet, dès que par un moyen quelconque on a rendu actib pn futez grand nombre de courante des molécules d'un barreau INmr.que leur tendance à s'arranger de manière à devenir inao» tifs surpasse la force coërcitivet une partie de ces courants suivra (Bette tendance^ et le barreau perdra une partie de ses propriétés d'aimant : q'est. ce que confirme l'expérience que nous avilis dé-^ cri te dans l9> proposition qu'on vient d'établir. Ainsi, on ne peut

0« TRAlti m PHYSIQUE.

aimanter ud barreau au delà du point ou la tendance en ques- 'tiôn de ses courants aclifs égale la force coërcitire.

Définition. — On appelle saturation magnétique l'état d'un aimant dont les forces magnétiques ont la plus grande intensité qu'elles puissent conserver après la disparition des causes qui les ont développées. Nous reviendrons la-dessus à la fin du paragraphe suivant.

Pour compléter ces principes, il reste à présent à donner X^ un 'moyen de déterminer le sens des courants aclifs de chaque élément magnétique d'un aimant, et 2° la loi suivant laquelle varie l'action mutuelle de deux éléments magnétiques avec leur distance.

Mais pour cela il faut connaître quelques vérités préliminairea dont la première est celle-ci.

87. Proposition. — « Dans un aimant artificiel, il n^y a guère » de forces magnétiques apparentes qu'aux deux extrémités. »

Nous verrons au juste, plus bas, quelle est la force magnétt» ^e de chaque point d'un barreau aimanté, et nous reconnai'» irons alors le degré précis d'exactitude de la proposition qui nous occupe ; mais, dès à présent^ on peut la constater suffisamment pour l'usage que nous voulons en taire.

A cet effet, il n'y a qu'à rouler le barreau aimanté dans la limaille de fer, car, en le retirant, on voit qu'il ne reste de limaille adhérente à sa surface qu'en deux points situés chacun vers une extrémité du barreau .

I Définition. — On appelle pâles d'un aimant les deux points oà sont à peu près concentrées toutes les forces magnétiques.

Proposition, — u Chaque pôle d'un aimant attire l'un des bouta H d'un autre aimant et reppusse l'autre bout. »

En effet, supposons que l'on ait suspendu horizontalement im aimant ÂB {fig, 248) par un fil, et que, tenant un autre aimant à la main, on en présente]le pôle, tantôt à un bout du corps AB ainsi suspendu, et tantôt à l'autre bout, on verra que dans un cas il y aura attraction, et dans l'autre répulsion.

Proposition. — « Tous les pôles d'aimant peuvent se ranger en »» deux espèces, et les pôles d'une même espèce se repoussent^ » tandis: que deux pôles d'espèce différente s'attirent. »

\ En effet, supposons qu'on ait, d'une part, Axn aimant AB (fig. 248), suspendu par un fil, et d'autre part un grand nombre, d^autres ftimânts ; après avoir présenté chaque bout de ces autred

aimanis au même pôle A, on pourra marquer d'une même ieUre, d'un S, par exemple, tous ceux qui auront repoussé le pôle A, et d'une autre lettre, d'un N, par exemple, tous ceux qui l'auront attiré. Or, maintenant, en présentant le pôle S de l'un de ces aimants au pôle S d'un autre, on trouvera qu'il y a répulsion, tandis qu'il y aura attraction toutes les fois qu'on présentera un pôle S à un pôle N»

88. Proposition» — <( Un aimant agit sur un solénoïde ou seu- » lement sur un anneau électro-dynamique comme sur un autre

• aimant. >»

Explicaiion. — G'est-à-dire que chaque pôle de l'aimant attirera une des deux Seices deFanneau ou une des deux extrémités du solénoïde^ et repoussera l'autre.

Pour démontrer cela^ on prend un solénoïde comme celui de lifig. 241 « ou de hifig, 407, ou simplement un anneau flottant tel qu'on le voit ^g. 247, dont le point D est soudé à une plaque DCG' de cuivre, et le point E à une plaque de zinc £Z. Puis, dès qu'on lui présente l'extrémité d'un aimant, on voit cet anneau tourner de manière qu'une de ses faces arrive vers l'aimant, tandis que l'autre le fuit. On peut aussi faire l'expérience avec un anneau comme celui de la fig. 408 que l'on suspend par ses deux pointes A,A' ou deux godets B et G de la fig. k05.

89. Proposition» — « La terre doit être considérée comme un ai-

• mant immense dont les deux pôles magnétiques sont l'un au.

• nord, et l'autre au sud. m

En effet, si l'on suspend un aimant quelconque AB (fig. 248) au moyen d'un fil, ou qu'on prenne un solénoïde électro-dynamique flottant comme dans la /ig, 24]^ et qu'ensuite on l'abandonne à lui-même, on le verra tourner toujours la même extrémité yers le nord, et si l'on veut déranger cette extrémité, elle reviendra toujours à sa position du nord sitôt qu'on la laissera aller.

Remarque I. — Gomme il est difficile de faire un solénoïde assez léger pour que la faible action de la terre le fasse tourner, OD remplace le solénoïde par uu seul anneau de cuivre tel que AB [fig. 247), que l'on &it flotter sur un vase plein d'eau acidulée, et sitôt qu'on l'abandonne on le voit tourner de façon à présenter une de ses faces au nord et Tautre au sud.

Remarque fT. — On donne le nom de boréal à l'espèce de pôle d*aiinant qui se tourne au sud^ et le nom à* austral à l'autre,

98 TRAITÉ DB PHT8IQUB.

parce que, comme ce sont des pôles d'espèces différentes ^i s'attirent, il s'ensuit que le pôle d'un aimant qui va att sud eat d'espèce différente du pôle sud de la terre, et par conséquent de même espèce que le pôle nord.

Définition L — Nous appellerons face boréale d'un anneau électro-dynamique tel que celui AB {fig. 247), la face qui est attirée par le sud, eiface australe celle qui est attirée par le nord.

Définition IL — Nous appellerons points magnétiques ^espèce boréale ou d'espèce australe chaque point de la face boréale ou de la face australe de cet anneau AB {fig, 247). Nous reviendrons sur ces définitions au n<* 117.

Remarque II L — Ceux qui n'admettent pas les courants comme cause des phénomènes magnétiques appellent boréal le fluide auquel sont dues les actions des pôles nord des aimants, et austral le fluide auquel sont dues les actions des pôles sud.

Remarque IV. — Dans la théorie des deux fluides boréal et austral, chaque élément magnétique est un petit corps dont une moitié est toute couverte de l'un de ces fluides, et l'autre de l'autre fluide.

Dans cette théorie on conçoit que chaque élément d'un mor> ceau de fer ou d'un morceau d'acier qui n'a pas encore été aimanté, contient des quantités égales de fluide boréal et de fluide austral qui, combinées ensemble, donnent du fluide neutre, et que ces deux quantités de fluide boréal et austral peuvent bieu se mouvoir dans l'intérieur de l'élément, mais ne peuvent passer d'un élément à l'autre.

Dans cette même théorie, l'aimantation d'un morceau d'acier consiste en la décomposition du fluide neutre qui fait passer toutes les quantités de fluide boréal sur un côté des éléme&ts, et les quantités du fluide austral sur le côté opposé, et c'est alors que chaque élément magnétique est, comme nous venons de le dire, un petit corps dont une moitié est couverte de fluide boréal et l'autre de fluide austral.

Définition, — On appelle méridien magnétique la direction daâs laquelle une aiguille magnétique horizontale est tirée par la terre.

Nous pouvons maintenant faire connaître le sens des courants actifs des éléments magnétiques, cela dépend de la proposition suivante.

90. Proposition — « Quand on présente une aiguille magnétique » à un courant électrique, il tend à la tourner en croix avec loi^ a le pôle austral à gauche. »

Et^^UenUimi. — Pour saisir lé sens de cette proponitoiit il faut se supposer couché dans le courant présenté à l'aiguille aimantée, mais couché de manière, premièrement, que le courant entre par les pieds et sorte par la tête, et de manière, en second lieu , qu'on ait toujours là face tournée vers l'aiguille. Ceci suppose*, je dis que l'aiguille se tournera toujours pour croiser la direction du courant en portant son pôle austral à gauche de Tobséirfateur aiùsi couché.

Démonstration. — Pour démontrer notre proposition, il sùfRt de prendre une aiguille ordinaire aimantée AB ( fig, 249 ) \ supposons que son pôle austral soit A, et que B soit son pôle boréal. Maintenant approchons au-dessus de cette aiguille un fil de euiTré dirigé parallèlement à ÂB, et dans lequel passe continuellement un courant électrique dirigé dans le sens indiqué par les petites flèches G et C. Alors 'l'aiguille AB tournera, et après quelques oscillations s'àrt-êteral dans la position A'F. Si le fil de caitre étant toujours dans la même position que nous venons de dire^ on changeait seulement le sens du courant, de manière qu'il allât dans le sens indiqué par les petites flèches F' é, F, aussitôt raiguille tournerait encore et viendrait prendre là pb^Uion A"B". Or dans le premier cas, la gauche du courant, entendue comme nous venons de l'expliquer, est bien en A', et elle est bien en A'' dans le second cas. L'expérience vérifie donc totre proposition, ainsi nous la regarderons comme certaine.

9i. Corollaire. — Pour se représenter le sens des courants actifs dès solénoides élémentaires d'un aimant, il faut concevoir cet iimant AB {fig* 246) enveloppé dans un courant circulaire CD perpendiculaire à la ligne des pôles^ et dans un sens tel qu'il ait le piôle austral à gauche. Je dis qu'alors le sens de ce courant serait celui des courants actifs des solénoïdes élémentaire^. En effet, d'après ce qui précède, cette position serait celle où un ^reil courant circulaire CD amènerait l'aimant AB ; or on a vu, it^ 75, qiiW présentant au courant circulaire dont il s'agit uti solénolde au lieu d'une aiguille magnétique, ce solénoidé se tourne jusqu'à ce que ses courants soient de même éens que le courant circulaire qui les enveloppe ; donc pareillement, dans l'aiguille AB, les courants des solénoïdes ou au moins leurs courants actifs sont de même sens que le courant CD qui les enveloppe. C, Q, F. D.

Une dés. applications les plus utiles de la proposition précédente est celle qu'a faite Schweiger par l'invention du galvanomètre ; nous allons faire connaître cet instrument ainsi que ses

100 TRAITÉ Dl PHYSIQUE.

Qiagesy aTavtde passer à la manière dont Tarie l'action mutuelle de deux éléments magnétiques arec leurs distances.

Galt^anomètre mwdîiplicaieur.

92. Cet appareil repose sur ce principe» qu'un courant fermé en cercle agit sur une aiguille aimantée placée à son centre pour l'amener à être perpendiculaire au plan du cercle. Ainsi, on prend un petit cadre en bois mnop d'une épaisseur oz un peu considérable {fy. 2dO ), et l'on enroule sur l'épaisseur de ce cadre un fil de cuivre revêtu de soie. On fait jfaire un grand nombre de tours à ce fil sur l'épaisseur du cadre, et on laisse libres quelques pouces de $e» deux extrémités gfeig[L Ensuite on suspend à un fil de cocon S une aiguille aimantée ab qui pend librement dans l'intérieur du cadre. Ceci compris, tournons l'appareil dans la direction du méridien magnétique pour que ab soit parallèle à la longueur no du cadre, et faisons circuler dans tous les tours du fil de cuivre un courant électrique qui entre par l'extrémité i, par exemple, et sorte par l'extrémitéyi D'après ce que nous avons dit dans le courant du n<* 72, il est évident que nous aurons ici l'équivalent d'un ensemble d'an» neaux électrodynamiques égaux et parallèles à mnop^ plus un petit courant rectiligne égal et parallèle à oz que Ton peut négliger à causede sa petitesse. Or, d'après les deuxnuméros précédents, l'ac» tionde chacun de ces anneaux électrodynamiques tend à tourner l'aiguille perpendiculairement aux plans de ces mêmes anneaux, et quelque faible que soit chacun d'eux, toutes leurs actions réunies pourront néanmoins tourner l'aiguille comme nous venons de le dire. Aussi, il suffit d'attacher un disque de cuivre à l'extrémité /^ et à l'extrémité t un disque de zinc, pour qu'en pressant entre ces deux disques un morceau de papier imbibéd'eau acidulée, l'aiguille tourne aussitôt avec vivacité. Ce mouvement de l'aiguille est dû à l'électricité par le contact du zinc avec le fil de cuivre, et à l'action chimique de l'eau acidulée sur le zinc. En observant de quel côté l'aiguille tourne, on peut aisément reconnaître le sens du courant, et par conséquent quelle espèce de fluide donne la source de l'électricité placée à l'une des extrémités {'et/du fil de cuivre. Pour cela on se supposera couché sur le multiplicateur dans la direction noy la face vers ab et tourné de façon que le courant qui viendrait de l'extrémité qu'on veut

étudier entrât par les pieds et sorttt par la tète. Car alors la source placée à ladite extrémité sera positive ou négative, suivant que le pôle austral de ab sera à gauche ou à droite d'un observateur situé comme nous venons de dire.

Pour rendre le multiplicateur plus sensible, on suspend ordinairement deux aiguilles ab et J6' d'égales forces, et situées en sens contraires, l'une en dedans du multiplicateur, et l'autre en dehors. L'avantage qui résulte de cette disposition est évident : en effet y d'abord le système de ces deux aiguilles recevra des actions contraires du magnétbme terrestre, puisqu'à chaque extrémité de ce système sont deux pôles magnétiques de nom contraire, sur lesquels conséquemment un quelconque des pôles de la terre exerce des actions contraires. Ainsi on aura par là annulé l'effort que la terre fait pour retenir les aiguilles magnétiques dans leur direction naturelle, et par conséquent pour l'empêcher d'obéir à l'action du courant électrique. £n second lieu, on augmente évidemment cette dernière action, car celle-ci a maintenant lieu sur deux aiguilles ab et a'b , au lieu qu'auparavant elle n'avait lieu que sur une seule.

Quelquefois on suspend quatre aiguilles aimantées, deux au dedans et deux au dehors; alors en les prenant d'égales forces, et plaçant chacune d'elles en sens contraires de la suivantCf on a un appareil encore plus sensible.

Il semblerait que plus le fil d'un multiplicateur fera de tours, plus il sera sensible. Mais il n'en est pas ainsi à cause d'un principe constaté par M. Pouillet, et d'après lequel l'intensité d'un courant électrique est en raison directe de l'épaisseur du fil métallique qu'il parcourt^ et en raison inverse de la longueur de ce fil. D'après ce principe, on voit qu'à mesure qu'on fait faire plus de tours au fil d'un multiplicateur, il y a deux causes opposées qui se développent de plus en plus ; l'une favorable est l'accroissement du nombre des tours du fil, et l'autre défavorable est l'allongement du chemin parcouru par le courant électrique. La sensibilité du multiplicateur n'est que le résultat de la différence de ces deux causes. Or, cette différence a un maximum qui arrive plus tôt ou plus tard selon le courant électrique que l'on a ; de sorte que le même multiplicateur n'est pas également avantageux dans toutes les expériences; en quelques-unes il ne faut faire faire qu'un petit nombre de tours au fil de l'appareil, et dans d'autres il faut Iqi en faire faire un plus grand nombre. Daprès le principe de M . Pouillet, on voit aussi que le diamètre du fil n'est pas indifférent.

Id) TRAITÉ DE PHTSIQUB.

C'est au moyen de ce que nous venons d'expliquer d^ns Içf deux n«» précédents et dans celui-ci que Ton parvient à découvrir VexisteDce de rëlectricité dans les phénomènes où celle-ci n'acquiert jamais assez de tension pour êue accusée par le condensateur ; de ce nombre sont surtout les phénomènes iherwoélectriques.

Phénomènes thermo^leclriques.

93. Les phénomènes thcrmo-clcctriques sont ceux dans lesquels il s'établit des courants électriques par le changement de température de quelques-uns des points d'un corps ou d'un système de corps différents ; nous nous contenterons de faire connaître U principale espèce de ce genre de phénomènes par la proposition suivante :

Proposition. — « Dans tout circuit composé de deux arcs n mëulliques de natures diverses, et réunis l'un à l'autre par » deux soudures, il se produit un courant électrique toute» les » fois qu'on établit une différence de température dans ces deux » soudures. *»

Pour démontrer cette propriété, le docteur Seebeck de Berlin, qui l'a découverte, se servait de l'appareil représenté fig. 261. A est un cylindre de bismuth, aux extrémités duquel sont spudées celles d'un arc de cuivre sms', La partie m est enveloppée de soie pour pouvoir la tenir par la main sans détourner le courant électrique. Si l'on chauffe la soudure s pendant qu'on tient l'appareil près d'une aiguille aimantée, de manière que la longueur /, je suppose, soit parallèle à cette aiguille, aussitôt on voit celle-ci se détourner et indiquer par là l'existence d'un courant allant dans le sens des flèches dessinées sur la figure. Ce serait un courant de sens contraire à celui indiqué par ces flèches, si on refroidissait la soudure s, ou si c'était la soudure / qu'on chauffât au lieu de la soudure s. L'appareil de lay?^. 252 est plus commode et plus sensible ; sa base ss' est en bismuth, et le reste est en cuivre ; ah et ad' sont deux aiguilles aimantées égales qu'on place en sens contraire pour qu'elle fasse un système ~ sur lequel la terre ne puisse pas agir.

Tous les métaux produisent le même effet, mais pas aussi sensiblement que le bismuth et le cuivre; pour quelques-uns même le phénomène ne devient sensible qu'avec le multiplicateur galvanique. Quand on fait usage de ce dernier appareil pour

MAGNÉTISBIB. tOS

conttatcr ce gciire de phènomène^^ il faut ordinairement que son fil de cuÎTre soit gros et ne fasse qu'un petit nombre de tours. Pour constater l'existence des courants thermo-ëlectriques avec cet appareil, on prend d'abord deux fils parfaitement égaux du premier des deux métaux que Ton Teut étudier, et on les attache chacun à un bout de fil du multiplicateur, ensuite on applique les extrémités libres de ces deux fils chacune à un bout d'un fil du second métal ; enfin on chauffe l'une des extrémités de ce dernier, et aussitôt on voit l'aiguille du thermomultiplicateur tourner, et indiquer par le sens de son mouvement, le sens du courant électrique qui s'est produit.

Pile^ iherm(Hélectriques, -^ La fig, â53 représente la pile thermo^électrique qu'avaient construite MM. Fournier et QErsted pour leurs observations; les parties ombrées dans la figure par des hachures représentent des petites barres d'antimoine, et les parties blanches des lames de bismuth dont les extrémités recourbées plongent dans des vases g^g^' pleins de glace pilée. On voit de plus en UT de petites laonpes à esprit-de<-vin destinées à chauffer les soudures sous lesquelles elles sont, tandis que les vases g^g"^*. s<Mit destinés à refroidir les autres soudures hKK\ On constate aisément avec cet appareil que l'intensité du couvrant est proportionnelle au nombre des couples qu'on y met .Mais, quoique nombre de couples que l'on prenne> les pâles de cette l^le ne peuvent jamais acquérir assez de tension électrique pour ^nger le condensateur à lames d'or le plus sensible.

C'est ^ur les propriétés précédentes qu'est fondé le p/romèire magnéfiquf de M. Pouillet dont nous avons parlé à la fin du n^ 171 du 1. 1*'. Cet instrument consiste en un canon de fusil a6 ifig* 4 là), dans la culasse c duquel est incorporé le bout d'un fil de platine \dx. A l'orifice du canon est une pièce de fer ds per-* cée d'un trou par on passe le fil Idx^ et un corps mauvais con-« ducleur que traverse ce fil l'empêche de toucher les parois de ce trou. A cette pièce d!f est attaché un second fil de platine sy. Les extrémités de ces deux fils sont soudées à des pièces de ciiivre destinées à recevoir les deux chevilles du même métai qui terminent le fil d'un multiplicateur galvanique. M. Pouillet a déterminé par Texpérience la loi suivant laquelle la position de Ts^guille de ce multiplicateur change avec la différence de température des deux extrémités c et 1/ de l'appareil, et il agra* due cdui-ci par le moyen du thermomètre à air, comme nous l'avons dit ji la fin du n^ i71.

Si^ Après cette digression^ reprenons l'exposé des principes du

magoëtisme. Pour le terminer, il ne reste plus qu'à dire ccmi— ment Tarie Faction mutuelle de deux éléments magnétiqueà arec leur distance.

Nous pourrions remarquer que, d'après ce qui précède, il faut que les forces magnétiques yarient en raison inverse du carré de la distance des foyers d*où elles émanent ; c est aussi ce que Texpérîence confirme, conuae on Ta le Toir dans la proposition stti<» Tante.

Proposition. — - « Les actions mutuelles des p6les de deux M aimants varient en raison inverse du carré de leur distance. »

Démonstration. — Pour démontrer cela, on se sert de la balance de Coulomb, que nous avons décrite pag. Il, et que l'on désigne souvent par le nom général de balance de torsion. Mais quand on veut faire des expériences magnétiques avec cet instrument, on Ate l'aiguille de gomme laque, qui est suspendue horizontalement à un long fil de soie ou de laiton, et on laisse ce fil pendre librement dans l'appareil.

Ensuite on suspend à l'extrémité de ce fil une espèce de petit étrier en aiivre, dans lequel on place une règle d'environ deux pieds de long, de manière que cette règle est alors suspendue horizontalement.

De plus, afin de pouToir toujours mettre la règle sur laquelle on veut expérimenter, dans la même position, la surface intérieure de Tétrier est revêtue d'une couche de cire d'Espagne que l'on fait ramollir, et sur laquelle on prend l'empreinte de la règle. Enfin, par le moyen de l'index ru de l'appareil (fig. 212), on fait tourner Tétrier et la règle en cuivre qu'il porte, jusqu'à ce que celle-ci soit dirigée vers le zéro placé dans les divisions qui sont tracées sur le contour de la cage. Après cela, on remplace la règle en cuivre par une règle égale d*acier aimanté. Cette rè{^ ou aiguille d'acier ainsi suspendue horizontalement tournera wn extrémités vers les pôles de la terre qui les attire, et en général l'aiguille d'acier, dirigée de cette manière, ne sera pas dirigée vis-à-vis le zéro des divisions du contour de la cage, ce qui tordra le fil de suspension; mais alors on tourne la cage sur ses quatre pieds, et par conséquent tout l'appareil, de manière à détordre le fil de suspension, et à mettre le zéro dont il s'agit vis-à-vis l'aiguille aimantée. Cette condition étant remplie, le fil de suspension ne sera aucunement tordu, et l'aiguille aimantée sera dirigée dans le méridien magnétique ; en même tempselle sera vis-à-vis le zéro des divisions du contour de la cage.

Cela p'bséfSi on tourne l'index à différentes reprises de

MAOUÉTISIie. !•$

à «h^rter un peu à chaque fois raîgûUle àiniaiitëe du méridien magnëtique, et qu'on examine pour chacun de ces écarts de Taiguille la torsion du fil de suspension, on verra que cette torsion est toujours proportionnelle à la quantité dont Ta iguille aimantée s'écarte du méridien magnétique. Ainsi, Coulomb ayant fait cette expérience sur une aiguille aimantée^ longue de vingt-quatre pouces sur une ligne et demie de diamètre, il vit qu'à chaque fois qu'on voulait écarter cette aiguille d'un degré du méridien ma« gnétique, il fallait tordre le fil toujours d'une même quantité, laquelle était à peu près 35*.

En partant de ce principe^ voici ce que fit Coulomb pour étudier la variation de l'action du magnétisme à raison de la distance. Il fixa verticalement dans la cage de la balance une règle de bois épsisse d'une ligne. Cette règle verticale étant placée de manière que quand l'aiguille aimantée était dirigée dans le méridien magnétique, elle avait une de ses extrémités, son extrémité australe, par exemple, appliquée sur une des faces de cette même règle veiticale, le long de la face opposée, Coulomb appliqua une seconde aiguille aimantée des mêmes dimensions que la première ; l'extrémité inférieure de cette seconde aiguille était l'extrémité australe, laquelle ne descendait que d'un pouce au-dessous de la première aiguille : aussitôt cette première aiguille, qui était horizontale, fut repoussée, et elle ne s'arrêta qu'après avoir parcouru, en tournant, 24 divisions marquées sur le contour de la cage. Dans cette expérience, la répulsion des extrémités australes des deux aiguilles aimantées était contre-balancée par deux forces, savoir : d'abord par la torsion que le fil de suspension avait reçue, laquelle était de 24«, et ensuite par l'action des pôles de la terre, qui tendaient toujours à ramener l'aiguille aimantée horizontale dans le méridien magnétique. Or, nous avons vn que cette action de la terre équivaut à 35<^ de torsion pour chaque degré dont on écarte l'aiguille horizontale du méridien magnétique. Donc, pour un écart de 24"^, l'action des pôles terrestres équivaut à 24 fois 35 ou 840* ; en ajoutant ces 840* que vaut l'action des pôles de la terre avec 24* qui représentent la torsion du fil de suspension. Coulomb a eu 864^ pour l'effort total qui contre-balançait la répulsion totale des extrémités australes de ses deux aiguilles aimantées. Ainsi, ces deux extrémités à une distance de 24° l'une de l'autre exerçaient entre elles une répulsion de 864*'.

Coulomb fit ensuite faire huit tours entiers à l'index de l'appareil, de manière à rapprocher les deux aiguilles aimantées, et

lot TRAITÉ DE PBTSIQUE.

il rtmenii effe^tivemeiit rexirémitë australe de TaigoiUc hori« zpntale à \2^ de l'aigMilU verticale. Il calcula pour lora comme précédeimnent la répulsion que les extrémités australes des deux aiguilles exerçaient entre elles^ et il trouva à peu près 3312'' pour la valeur de. cette répulsion.

Ainsi, lorsque la distance des extrémités australes des deux aiguilles était de 24° ^ leur répulsion était de 864<> : mais quand leur distance est devenue deux fois moindre, c*e8t<-à-dire égale à 12^, leur répulsion est devenue quatre fois plus grande, car 33 12 vaut à peu près quatre fois 864« On Terrait de même que la distance devenant trois fois moindre, la répulsion devient neuf fois plu« grande, ainsi de suite. Donc les répulsions magnétiques vont en raison inverse des carrés des distances. Enfin, avec le même instrument, Coulomb a montré que les attractions magnétiques varient de la même manière.

§ II. — Théorie dbs forges magnétiques en équilibre.

95. Nous étudierons l'équilibre des forces magnétiques, 1? dans un corps magnétique aimanté et isolé, c'est-à-dirè éloigné de tout autre aimant ou soustrait à l'influence de tout autre ai<mant, et %^ dans un corps magnétiquQ soumis à l'influence d'un ou de plusieurs aimants.

!♦» Cas. — Équilibre des forces magnàiques dans un aimant pris

seul.

L'équilibre dont il s'agit ici est celui existant entre la tendance des forces magnétiques à diminuer, pag. 94, et la force coërcitive qui s' y oppose. Mous avons ici deux questions, d'abord celle d'un aimant proprement dit, et ensuite celle de la terre, qui, d'après ce que nous avons dit, doit être considérée comme une espèce d'aimant ; nous examinerons dans chaque question la manière dont les Ibrces magnétiques sont distribuées d'abord à Tintérieur, ensuite à la surface du corps à étudier.

Question I. — Distribution du magnétisme dans un aimant.

D'après ce que nous avons vu, il n'en est pas d'un corps ai- .mante comme d'un corps électrisér Nous savons que celui-ci n'a

MAGlltTISW. 107

d'ékpiricîté actiTe qu'i sa sorface, au lieu que dous avons ëtabU qu'un aimaot a du magnétisme aciif à chaque molécule ou groupe de molécules infiniment petit, que nous avons appelé élément nuf gnéùque; mais nous allons établir cette vérité par l'es^périence dans la proposition suivante.

96. Proposition. — « Un aimant n'est que la réunion d'une in- » finité de petits aimants élémentaires, qui ont tous les pÂles de » même espèce tournés du même c6té. »

En effet, lorsqu'on divise un aimant en plusieurs morceaux, soit par des sections parallèles à sa longueur, soit par des sections perpendiculaires à cette dimension, on trouve que chaque fragment est encore un aimant complet ayant ses deux pôles, Tuu bpréal et l'autre austral : pour le vérifier, il suffit d'approcher tantôt un bout^ tantôt l'autre bout de ce fragment à l'un des pôles d'une aiguille aimantée et suspendue par un fil ; car, en faisant l'expérience, on verra que si Te pôle qu'on a choisi dans l'aiguille est, par exemple, le pôle boréal, ce pôle est toujours attiré par le bout 4e ce fragment qui était tourné vers le pôle austral de l'aimant d'où il a été extrait, et qu'il est repoussé par l'autre bout. Or, ceci ayant lieu, quelque petits que soient les fragments de l'aimant, il faut en conclure que l'aimant soumis à cette opération i^'est ^utre chose qu'un assemblage d'aimants infiîiiment petits, dont chacun n'est peut-être composé que d'une molécule, mais qui peut aussi contenir un certain nombre de molécules.

* Remarque, — Quand nous disons que tous les pôles de même "^esp^çe des éléments magnétiques sont tournés du même côté, '^cela ne veut pas dire que tous les axes de ces éléments sont pa- '^raUèles. £n effet, j'entends paf axe d'un élément magnétique la "^ligne droite qu'on peut concevoir menée d'un pôle à l'autre de "cet éléippnt.

'^ Ainsi, soient AjA\A!\ etc. ; Ai, A'i, etc., AaA'a» etc. {fig» 254 ) Mivers éléments magnétiques où l'on a marqué à chacun deux ^points qui en désignent les deux pôles, le pôle austral étant à Chaque élément désigné par la lettre A, et le pôle boréal par la ^lettre B ; pour lors, la droite AB sera Taxe du premier élément, '^la droite A'B' sera celui du deui^ième, etc.... Or, du parallélisme '^de ces axes il résulterait, comme on le voit dans la^^. 254, que ''les lignes d'aimantation seraient des lignes droites.

'^On appelle ligne d'aimantation la li^ne formée par tous les "^axes élémentaires dirigés les uns au bout des autres.

*Le calcul montre que la forme de ces lignes d'aimantation

'^n'eft pas toujours droite; souvent y est une courbe, comme la ''ligne ABA'B'À^B'' de la fig. 255 : elle dépend des forces qui ont ^aimanté le barreau que Ton considère.

97. Problème. — - « Déterminer l'intensité et la nature de la » force magnétique de chaque point d'un barreau aimanté à » saturation. >• ( f^. n^ 128. )

Solution. — Concevons qu'on ait formé une petite aiguille aimantée ÂB {fig, 255 bis) i on la suspendra horizontalement à un fil de soie ST d'un seul brin, tel qu'il sort du cocon^ et on la laissera se diriger naturellement dans le méridien magnétique. Si on la dérange de cette direction, elle y reviendra par une suite d'oscillations plus ou moins rapides ; et Ton trouve par le calcul que l'action des pôles de la terre sur l'aiguille aimantée est mesurée par le carré du nombre d'oscillations que fait cette aiguille en un temps donné, par exemple en une minute. C'est exactement la même règle que celle donnée pour la pesanteur dans le problème du n*» 117 du i*' tomcy et cette règle se démontrerait de la même manière. Cela posé, si, lorsque l'aiguille est en repos dans le méridien magnétique, on place verticalement Un fil d'acier aimanté CD dans le plan de ce méridien, de manière à ce qu'un des points de ce fil vertical soit directement vis-à-Tis l'une des extrémités de l'aiguille, on verra que si ou dérange cette aiguille de sa position naturelle, elle fait des oscillations bien plus rapides que précédemment, c'est-à-dire que quand on ne lui présente pas le fil d'acier aimanté. Dans ce caS| le carré de la somme des oscillations faites en une minute sera la mesure de la somme des actions de la terre et du fil d'acier ai mante ; si donc on en retranche la mesure de l'action terrestre qu'on suppose avoir été obtenue auparavant en faisant osciller l'aiguille avant de lui présenter un fil d'acier aimanté, on aura celle de l'action que l'aiguille reçoit seulement du point I qui est devant elle dans le fil d'acier; car pour les points C et E de ce fil, placés plus haut ou plus bas, comme ils agissent très-obliquement, ils n'ont presque aucune influence sur les oscillatipns horizontales de l'aiguille aimantée.

En présentant de la même manière tous les autres points à l'aiguille, on poura mesurer les différentes actions de ces points sur l'aiguille ; et les nombres qu'on obtiendra ainsi représenteront les intensités magnétiques des différents points du fil d'acier. Seulement il y aune remarque à faire pour les points situés aux extrémités de ce fil. Ainsi, lorsque l'aiguille oscille précisément vis'à-vis une de ces extrémités, la force qui sollicite cette ai-

MAOMÉTISIIB. IM

guille n'est que la moitié de celle qui agirait sur elle, s'il y a^ait dans le prolongement du fil d^acier un autre fil d'acier égal, et par conséquent la force observée alors est à peu de chose près la moitié de celle qu'on obtiendrait si le fil aimanté était prolongé indéfiniment. Il faudrait donc doubler dans cette circonstance le carré du nombre d'oscillations faites par Taiguille pour SToir un résultat comparable à ceux relatifs aux auti-es points du fil d'acier.

98. On doit apporter à ces expériences deux précautions im* portantes : la première est d'employer des fils d'acier longs, pour qu'en observant l'action de Tune de leurs extrémités sur l'aiguille f on n'ait pas besoin d'avoir, égard à l'action de l'autre extrémité ; la seconde précaution est de prendre une aiguille qui, malgré sa petitesse, soit cependant assez grosse et faite d'un acier aases dur pour que ces deux espèces de forces magnétiques, l'une australe et l'autre boréale, soient à Tabri de l'action du fil aimanté; car, si cette action venait à altérer les forces magnétiques de raiguille, les expériences faites devant les divers points du fil d'acier ne seraient plus comparables, puisque la partie de l'action qui dépend du fil varierait.

Pour éviter ces inconvénients, Coulomb employa une aiguille qui avait trois lignes de diamètre et six lignes de longueur ; le diamètre du fil aimanté était de deux lignes, et sa longueur avait vingt-sept pouces. Il aimanta ce fil par la méthode de la touche séparée que nous expliquerons au n** 126, et de peur que son action n'altérât le magnétisme de l'aiguille, il le lui présenta à huit lignes de distance. Alors, il mesura, par le procédé expliqué ci* dmua, les intensitésmagnétiques des différents points pris sur la longueur du fil d'acier, et il vit qu'en prenant cinq points, le pre|» mier à l'une des extrémités de ce fil, le second à un pouce de cette extrémité, le troisième à un pouce du second, le quatrième à un pouce du troisième, et le cinquième à un pouce et demi duquatrième, les intensités magnétiques de ces points étaient re* présentées par ces nombres : 165 pour le premier, 90 pour le second, 48 pour le troisième, 23 pour le quatrième, et 9 pour le cinquième. Mais à partir de ce cinquième point, l'intensité magnétique devenait insensible et s'affaiblissait toujours jusqu'au milieu du fil, où cette intensité était nulle.

Coulomb recommença l'expérience avec le même fil, en chan-« géant seulement sa longueur. Il trouva pour lors, quelle que fût cette longueur, pourvu qu'elle excédât 6 ou 7 pouces, que les trois premiers pouces et les trois derniers avaient toujours les

If« TRAITt DB PHYSIQUE.

mêmes intensités magnétiques que dans le fil entier de Tingtpsept pouces de longueur. Mais dans l'intervalle de ces deux fH>rtiGas extrêmes de ciiaque 61, Tintensitë magnétique était insensible et même nulle vers le milieu du fil.

Coulomb a reconnu par le même moyen que, dans une tige d'acier aimantée très-longue, il arrive souvent que le magnétisnte change plusieurs fois de nature entre les trois premiers et les troii derniers pouces de la tige. Il est d'ailleurs facile de s'apercevoit* si le magnétisme change de nature en passant d'un endroit à Vautre d'une tige d'acier, parce que, dans ce cas, l'extrémité de l'aiguille qui était attirée par le premier endroit, est repoussëe par le second.

Définition, -— On appelle points conséquents les différents pointa d'une tige d'acier aimantée où les forces magnétiques changent de nature. Ces points gênent dans une expérience, parée qo€ l'action des uns est contrariée par l'actibn des antres.

La méthode d'aimantation qui consiste à frotter simplement avec le pôle d'un seul aimant le fil d'acier qu'on veut aimantei^ a surtout l'inconvénient de produire des points consSqueBte lorsqu'on applique cette méthode à des fils d'acier un peu longs.

99. Remarque /. — Telle est donc la solution de notre pi-qblème. On voit qu'elle est toute d'expérience, et, dans le fait^ elle ne peut être d'une autre nature; car, quand on ne se firo pose que d'étudier l'équilibre des fùrces magnétiques dans UB seul barreau considéré seul et hors de l'inflaence de tout ahnant extérieur, il est évident que, sans la force coertitite, le seul équilibre possible est celui où tous les courants m<rféeulâireii sont 2|rrangés de manière à faire des solénoides hotilôgënes et fermés, c'e$t*à-dire des solénoides inactifs; ou, selon l'àQtfte théorie, le seul équilibre possible est celui où les deux fluides sont combinés de manière à donner du fluide neutre* Tottte autre disposition ne pourrait avoir lieu dans un état d'équilibré qu'autant que le barreau aurait une ceruine force eoëfcitive, et, dans ce cas, on conçoit qu'il y aura autant de manières de produire l'équilibre entre les forces magnétiques dans l'itfté^ sieur du barreau que sa force coërcitive est susceptible d^inteilsites et de directions diverses : or, la force coërcitite éxâtti cmil« parable à une sorte de frottement, a (comme 1& résiètaficé d« frottement) une infinité d'intensités et une infinité de directiofas.

Ainsi, notre problème pris en lui-même aurait tine infinité Û% solutions, et ne pourrait, par conséquent, être résolu à priori pnr le calcul.

MAGNÉTISME. Ht

. jRemarçMrlL'-'Ciovîiomb a représenté iNir laySf • 276 k diitri^ bution des forces magnétiques du fil d'acier qu'il avait soumhl â l'expérience» AB représente ce fil ; les nombres 1, 2, 3 4 7, 6, 9y 12 et 13 i placés sur AB marquent les distances évaluées en pouces des points où ils soni placés» à l'extrémité? A du fil. A chacun de ces points est élevée une perpendiculaire à la ligné AB; les longueurs de ces perpendiculaires sont proportionnelles aux nombres 165, 90, 48, etc« placés sur elles, et ces noinbrei représentent, comme on voit d'après ce qui précède, les intett* sites magnétiques des divers points sur lesquels sont élevées lei perpendiculaires. Les extrémités de ces perpendiculaires forment une courbe qui est ce qu'on appelle la courbe des intensités dti fil d'acier aimanté. Si l'on passe de ce fil aimanté à un autre d'une longueur différente, lacourbe des intensités reste la métite, pourvu que cette longueur surpasse 6 ou â pouces. Ainsi, en cherchant les courbes des intensités de divers fils ou lames d'a^cier, on trouve sur diacun deux courbes pareilles à celle de la fig. 276 : l'une située vers l'une des extrémités, et l'autre vert l'autre extrémité du fil ; seulement, ces deux courbes laissent entre elles un intervalle plus ou moins grand, selon la longueur dufiL

**Aemartiue IIl.^^ On peut aussi fcc proposer d'exprimer algé- ""^briquement les résultats obtenus })ar Coulomb, car là ^ule '^'^inspection de la courbe de \Afig. 276 rappelle l'idée d*Une Ib* '^^garithmique.

'^'^Gette courbe, comme on sait, s'obtient en élevant à chaque "^"point A, A', A", etc. {Jig, 256 ), d^une droite des perpendicu- '^'^laires, dont chacune, comme AB\ soit égale à un certain nom- '^'^bre de fois une certaine quantité élevée à la puissance dont '^'^l'exposant soit la valeur de la distance AA'.

''^Ainâi, en représentant une perpendiculaire quelconque par '^'^Y, et par x sa distance à Textrémité A de la droite AX^ on a

|x étant la quantité dont on considère les puissances diverd^s, et A étant le nombre de fois qu'on répète chaque puissmce

"^"^On voit bien que cette courbe {fig. '^56 ) ressemble beaucoilp à celle de la/^. 276. Seulement celle-ci rencontre l'axe des x en un point marqué 13 pouqos \ , tandis que celle-là ne le ren* conUe nulle part. Mais si l'on prend AC [Jig. 256) égale à

*Me

H« TRAITÉ DE PHTSIQUE.

liiémes intensités magnétiques que dans le fil entier de Tinglpsept pouces de longueur. Mais dans Tintervalle de ces deux pDrtiima extrêmes de chaque 61, Tintensité magnétique était insensible et même nulle Ters le milieu du fil.

Coulomb a reconnu par le même moyen que, dans une tige d'acier aimantée très-longue, il arrive souvent que le magnétisnlc change plusieurs fois de nature entre les trois premiers et les trois derniers pouces de la tige. Il est d'ailleurs facile de s'apercevotf si le magnétisme change de nature en passant d'un endroit A Vautre d'une tige d'acier, parce que, dans ce cas, l'extrémité de l'aiguille qui était attirée par le premier endroit, est repoussée par le second.

Définition, •— On appelle points conséquents les différents pointa d'une tige d'acier aimantée où les forces magnétiques changent de nature. Ces points gênent dans une expérience, parée qo€ Taction des uns est contrariée par l'action des autres.

La méthode d'aimantation qui consiste à frotter simplement avec le pôle d'un seul aimant le fil d'acier qu'on veut àimantei) a surtout l'inconvénient de produire des points conséquents lorsqu'on applique cette méthode à des fils d'acier un peu longs.

99. Remarque /. — Telle est donc la solution de notre problème. On voit qu'elle est toute d'expérience, et, dans le fait, elle ne peut être d'une autre nature; car, quand on ne se pro pose que d'étudier l'équilibre des ftirces magnétiques dans vs seul barreau considéré seul et hors de l'infloencede tout ahimt extérieur, il est évident que, sans la force ooërtitite, le seul équilibre possible est celui où tous les courants moléculaire^ sont iirrangés de manière à faire des solénoides botilogèttes et fermés, c'est-à-dire des solénoïdes inactifs; ou, selon l'à&tr'ë théorie, le seul équilibre possible est celui où les deux fluôlea sont combinés de manière à donner du fluide tieutre. Tottte autre disposition ne pourrait avoir lieu dans un état d'éqtfilibré qu'autant que le barreau aurait une cerUine force tdërtltivCi, et, dans ce cas, on conçoit qu'il y aura autant de manières de produire l'équilibre entre les forces magnétiques dans l'itfté* sieur du barreau que sa force coërcitive est susceptible d^inteil^ sites et de directions diverses : or, la force coërcitive étatft eom^ parable à une sorte de frottement, a (comme là résHtaHcè d« frottement) une infinité d'intensités etune infinité de direetiohs.

Ainsi, notre problème pris en lui-même aurait tinc infinité d« solutions, et ne pourrait, par conséquent, être résolu àpriofi Jiar le calcul.

MAGMÉTISME. Hl

. Jtanarfur//.— Coulomb a représente |Nir htySf • 276 la difirf* bution des forces magnétiques du fil d*acier qu'il avait soumis à Texpërience. AB représente ce fil ; les nombres 1, 2, 3 4 7, 6, 9, 12 et 13 1 placés sur AB marquent Us disuoces évaluées en pouces des points où ils sont placési à Textréiiiiti^ A du fil. A cbacun de ces points est élevée une perpendiculaire à la ligne AB ; les longueurs de ces perpendiculaires sont proporiioimelletf sua nombres 165, 90, 48, etc« placés sur elles, et ces nombre^ représentent, comme on voit d'après ce qui précède, les inteitsités magnétiques des divers points sur lesquels sont élevées iei perpendiculaires. Les extrémités de ces perpendiculaires forment une courbe qui est ce qu'on appelle la courbe des intensités dU fil d'acier aimanté. Si l'on passe de ce lil aiiiiaoté à un autre d'une longueur différente, lacourbe des intensités reste la même, pourvu que cette longueur surpasse 6 ou â pouces. Ainsi, eu cherchant les courbes des intensités de divers fils ou lames d'acier, on trouve sur diacun deux courbes pareilles à celle de la fig. 276 : l'une située vers l'une des extrémités, et l'autre vers l'autre extrémité du fil ; seulement, ces deux courbes laissent entre elles un intervalle plus ou moins grand, selon la longueur

du ai.

^"^Remarqtu J/f.— On petit aussi se proposer d'exprimer algé- *'^briquement les résultats obtenus par Coulomb, car là seule ''^inspection de la courbe de \\fig. 276 rappelle l'idée d*une lo- ^^garithmique.

^*Gette courbe, comme on sait, s'obtient en élevant à chaque **point A, A', A", etc. {Jig. 258 ), d*une droite des perpendicu- '^'^laires, dont chacune, comme AB', soit égale i un certain nombre de fois une certaine quantité élevée à la puissance dont l'exposant soit la valeur de la distance AA'. Ainèi, en représentant une perpendiculaire quelconque par '^'^Y, et par x sa distance à Textrémité A de la droite AX^ on a

T==AuS

*^*fA étant la quantité dont on considère les puissances diverses, '^^et A étant le nombre de fois qu'on répète chaque puissance

On voit bien que cette courbe [fig. '^56 ) ressemble beaucoilp à celle de la/^. 276. Seulement celle-ci rencontre l'axe des x '^'^en un point marqué 13 pouces \ , tandis que celle-là ne le ren* conUe nulle part. Mais si l'on prend AC [fig. 256) égale à

*Me

%me Gonséquence de [a théorie, comme Ampère le preuve, p. 99

et 186 de sa Théorie des phénomènes magnétiques.

Question II. — Du magnélisme de la terre.

Le procédé que nous avons employé pqur étudier ^ 4i4nbutlon des forces magnétiques d'un barreau aimanté est encprç celui qui nous servira pour découvrir celle de la t^rre. Àinafi c'est par les oscillations et la direction d'une aiguille aimantée, présentée à la terre en divers points et à diverses époques, quf nous prendrons une idée du magnétisme terrestre.

Nous partagerons ce que nous avons à dire à cet égard en 4^ux alinéa, Tun relatif à la direction, et Tautre à l'intensité du magnétisme terrestre.

1** De la direction du magnétisme terrestre.

loi. Proposition, — « La résultante des forces magnétiques de M la terre, 1^ fait un certain angle avec la verticale \ 2<* reste pa- M rallèle à elle-même pour tous les lieux qui ne sont pas exçe8s|- » vement éloignés ; 3° a sa composante horizontale généralement » plus ou moins écartée du méridien géographique. »

Explication. — Par résultante, il faut ici comprendre c^ ^ quoî se réduisent les forces magnétiques de la terre, que ce soit à ui)^ seule force ou à un couple, p> 46 du t. ii, c'est-à-dire à i|n sy#r tème de deux forces égales et contraires appliquées à deux points différents de l'aimant que l'on considère ; car nous ne devoi^ pas ici préjuger lequel de ces deux cas a lieu. C'est au n"" lî^

. que nous nous en occuperons, et nous verrons alors qup la résultante dont il s'agit est un couple.

Démonstration. — Ceci compris, rien de plus aisé que de démontrer notre proposition.

£n effet, concevons une aiguille d'acier poli, longue de 9 à

.9 pouces, et munie d'un petit anneau vers son milieu. Noijs supposerons cet anneau placé de manière que quand raiguil}e

; est suspendue par cet anneau à un fil de soie d'un seul brin, el|e reste horizontale. Pour lors les parties de l'aiguille situées, l'iine d'un côté et l'autre de l'autre côté de l'anneau, sont donc également pesantes et se contre-balancent parfaitement. On aimantera ensuite cette aiguille à saturation par la méthode de la double

r HlGNÉnSllB. fil

touche^ et. pois m la suspendra de nouwau par «on anneau À un fil de soie d'un seul brîn. Lorsque l'aiguille aimantée sera ainsi aban4Qpnée à elle-inême, elje touiper^ ses extrémîlén vers Ip^ pôles de la ^erre, savoir : son extrémité austral^ dw ci&ië du oiord, ^t son extrénait^ boréalç 4!* côté i^ iijidj. Mai« J'aiguille .m S§ tiendra pas horizontale pom^je avant d'^^fc ajipantéa^ ?4upîque Tanpeau 4e cuivre p'ait p?? été dérangé, et s# direction Sffp. avec la verticale un cerf^ip angle. Cet aflgjg pera û roèm« pour toutes les aiguilles aimantées ; car si l'on aimante et §i l'o© ^^pend plusieurs aiguilles d'acier comme celle ^ue nous fjyons jjrife pour exemple, toutes ces aiguilles seronf parallèles entrç #çs ; et ce parallélisme pi<)uve )a seconde partie de nojre pro» jjpsitÎQfi, La direction de ces aiguilles parallèles représenta 4 peu près ta direction suivant lacjuelle ^gif la forcé m^g.aétiquè dp Ij^ terre, de même que le fil aplomb représente la direction suivant laquelle agit la pesanteur.

L'angle que la direction Ae la fo^-cq magpétjcjiie de la terre fait avec le plan perpendiculaire à la îpesanteur, c'est-à-dire avec l'horizon, est ce qu'on appelle inclinaison magnétique. Mais iJ. y a â<^ux cboseà à coi^sidérer dans la direction du niâgné- *li«m« terrestre, savoir : l'inclinaison magnétique et la déclinai»soa naagnétique dont nous allons constater l'exigence, ce qui :&)urnira la preuve de la troisième partie de notre proposition. Ainsi, reprenons l'aiguille aimantée de tout à l'heure, laquelle .est suspendue par un petit anneau à un fil de soie. Cette aiguille étant inclinée à l'horizon, aura une extrémité plus élevée que Fautre. Supposons donc que Ton attache à cette extrémité Jj^ plus élevée un petit contrcrpoids qui rende l'aiguille parfai^- •Cement horizontale, alors la direction de l'aiguille représentera •à peu pires celle suivant laquelle la force magnétique du globe agit parallèlement à Thorizon. C'est l'angle de xette direction thoriiontale avec le méridien du lieu que nous avons appelé décli- 'Hoison magnétique^ quant à la direction elle-même de Faction ho^ 'rizontale du magnétisme terrestre, nous l'avons appelée méritUm '^agnétiqve» '

• Corollaire. *- Le foyer d'où émanent les forces magnétiques -de la terre peut être considéré cojnme à une distance infinie dé tious.' - •

' En effet, ce foyer n'est autre chose que le point où concourent "les directions qu'a la force magnétique de la terre en jdivers lieux ^du globe. Or, ces directions sont à peu près parallèles quand les

It0 TAAItA DB PHYSIQlfiS.

lieux que Ton compare ne sont pas très-ëloignés : donc leur rencontre n'a lieu qu'à une distance infinie.

Définition I. — La déclinaison magnétique est donc l'angle du inéridien géographique d'un lieu avec le méridien magnétique^ c'est-à-dire avec la direction de l'action horizontale du magnétisme terrestre ; et, comme nous l'ayons déjà dit, Vinclinaison magnétique est l'angle de cette direction horizontale avec la direction de l'action libre et entière du même magnétisme terrestre.

Définition IL — Les instruments qui servent à mesurer la déclinaison et l'inclinaison magnétiques d'un lieu quelconque de la terre se nomment boussoles, Mous allons d'abord nous occuper de la boussole de déclinaison qu'on nomme simplement boussole* Nous passerons ensuite à la boussole d'inclinaison»

Description de la boussole de déclinaison*

102. La boussole de déclinaison ou boussole proprement dite est composée de deux parties. La première est une plaque ronde de cuivre. Supposons cette plaque ou ce disque en cuivre placé sur une table. Le contour de ce même disque est divisé en degrés qui portent les numéros 0, 1, t2, 3, etc., et à son centre s'élève un petit pivot d*acier, poli et long de 2, 3 ou 4 lignes. Enfin, on trace sur le disque dont il s'agit une ligne qui va du centre au degré marqué 0. La seconde partie de la boussole est une aiguille aimantée d'une longueur à peu près égale au diamètre du disque en cuivre. Cette aiguille n'est autre chose qu'une lame d'acier très-mince et terminée en pointe à ses deux extrémités. Les deux faces de cette lame sont munies chacune vers son milieu d'une petite cavité que Ion nomme chape. Cette chape est destinée à recevoir la pointe du pivot dont il s'est agi ci-dessus. Ainsi, on recouvre la pointe de ce pivot avec une des chapes de l'aiguille aimantée, et celle-ci est alors portée par le pivot sur lequel elle peut tourner de droite à gauche, et de gauche à droite» Les deux moitiés de l'aiguille, dont l'une est aimantée australement et l'autre boréalement, ne sont pas de poids égaux ; l'une est plus pesante que l'autre, de manière que, malgré l'action du magnétisme terrestre qui tend à incliner l'aiguille, celle-ci se tient horizontalement sur son pivot. Tel est l'instrument connu spécialement sous le nom de boussole.