UNIVERSALITÉ DU MAGNÉTISME

d'induction développés dans une sphère qui tourne, exercent une grande influence sur les phénomènes observés par M. Barlow sur un globe de fer (1782).

|1 résulte de ces faits une conséquence curieuse ; c'est que tout corps conducteur en mouvement doit être parcouru par des courants d'induction, sauf dans les positions particulières que nous venons de signaler. 11 doit en être ainsi des rouages métalliques des machines, des roues des wagons, des pièces des machines à vapeur, et peut-être même du corps des ^pimaux pendant qu'ils se meuvent, si toutefois la conductibilité des tissus n'est pas trop faible pour se prêter au développement de ces sortes de courants.

4790. Explication des courants terrestres, par le magnétisme de rotation. — Les courants terrestres, dont l'existence a été déduite par Ampère des actions magnétiques et électro-dynamiques qu'exerce le globe, sont liés, comme nous l'avons vu, en ce qui concerne leurs variations, aux changements de position du soleil (1740). Cette observation a conduit à chercher l'origine de ces courants dans une induction continuellement produite dans le globe en mouvement, par l'influence du soleil considéré comme un immense corps magnétique, ou, ce qui revient au même, comme un corps entouré d'une ceinture de courants, comme la terre. L'idée de considérer les corps célestes comme magnétiques est fort ancienne, et l'on avait même cherché à expliquer les variations de l'aiguille aimantée par l'action magnétique du soleil agissant différemment aux diverses heures du jour. Le P. Secchi a particulièrement développé l'hypothèse qui attribue les courants terrestres à une induction magnétique produite par le soleil. Après avoir analysé avec soin les variations de l'aiguille, comparées aux changements diumes et annuels de position du soleil, il a conclu que le soleil se comporte comme un aimant ayant ses pèles magnétiques tournés comme ceux de la terre. Les relations remarquées entre les années à grandes ou faibles perturbations, coïncidant avec celles où les taches solaires ont été nombreuses ou rares (1258) ont été invoquées en faveur de cette hypothèse. Néanmoins, cette manière ingénieuse d'expliquer les courants terrestres ne ngus parait pas, dans l'état actuel de la science, préférable à quelques-unes des autres hypothèses que nous avons eu l'occasion de faire connaître (1710).

S 5. - UNIVERSALITÉ DU MAGNÉTISME. - MAGNÉTISME SPÉCIFIQUE. L UslvcnaUté do nagaétUne. - M—agnétli— .

4991. De l'universalité dn magnétisme. — Pendant longtemps on a considéré le magnétisme comme appartenant en propre à un petit nombre de substances, à la tête desquelles se trouve le fer. Mais depuis qu'on a été conduit à attribuer, avec Ampère, les phénomènes du magnétisme à des courants élec-

triques moléculaires, l'esprit avait quelque peine à admettre que ces courants n'existent que dans quelques substances privilégiées. Or, nous allons voir que tous les corps obéissent à l'action des aimants ; mais ce n'est qu'après la découverte des électro-aimants, qu'on a pu disposer de moyens assez puissants pour lever tous les doutes à cet égard. La question de l'universalité du magnétisme avait été soulevée dés le commencement du xviii* siècle. Nusschenbroeck et Nollet avaient constaté qu'une foule de corps en poudre, les cendres des végétaux, de petits fragmentée substances organiques, sont attîrables à l'aimant ; mais ils attribuèrent ces résultats à des parcelles de fer contenues dans ces corps. Lehmann et Cavallo se sont livrés à des recherches sur ce sujet ; et Brugmanns, en 1778, découvrit un phénomène tout à fait inattendu, la répulsion du bismuth par les aimants très énergiques, fait capital qui n'attira pas alors toute l'attention qu'il méritait. Coulomb a, plus tard, constaté que de petites aiguilles de différents métaux, parmi lesquels l'or et l'argent, de fines tiges de verre, de substances végétales ou animales, suspendues sous une cloche à un fil de cocon, oscillent entre les pôles contraires de deux forts aimants1 ; mais il reconnut aussi, qu'il suffit de mêler à de la cire, l5S\a0 de fer en poudre fine, pour lui donner la propriété de se diriger entre les mômes pôles. Or, l'analyse la plus exacte ne pouvant déceler d'aussi faibles quantités de fer, on était en droit de soupçonner la présence de ce métal dans les substances essayées. Il résulte d'une expérience de M. Biot2, que les forces magnétiques sont proportionnelles aux quantités de fer; car, ayant fait osciller des faisceaux égaux de lames de divers micas, entre les pôles contraires de deux aimants puissants, il trouva que les forces magnétiques étaient entre elles comme 144 et 49, et l'analyse faite parVauquelin, décela la présence de quantités d'oxyde de fer précisément dans ce même rapport.

Après la découverte de l'électro -magnétisme, M. Becquerel a étudié Faction d'un courant énergique sur de petites baguettes de différentes substances3, et il a constaté ce résultat nouveau : tandis qu'un fil de fer horizontal suspendu par un fil de cocon dans un multiplicateur, se place transversalement au plan du cadre, des tiges de certaines substances, comme la gogirae laque, le bois..., se placent, dans certaines circonstances, dans le plan même de ce cadre. Un tube en papier, rempli de peroxyde de fer, présente ce résultat d'une manière nette; et M. Becquerel a reconnu, au moyen d'un aimant, que les pôles magnétiques se trouvent placés sur deux arêtes opposées du petit cylindre, au lieu d'être rejetés à ses extrémités. Une semblable distribution du magnétisme a été aussi reconnue en remplaçant le multiplicateur par des aimants.

M. Lebaillif, en 4828, trouva que tous les corps sont influencés par les aimants. Mais le nom de sidéroscope, donné à l'appareil très délicat qu'il

i Journal de physique, t. LIV (4802), p. 367.

s Mém. de VAc. du se. de Paris, 4816; et Précis éiém. dephys., t. II, p. 80.

3 Annales de chimie et de physique, 2* série, t. XXV, p. 269 ; et XXXVI, p. 337.

employait, porte à penser que ces résultats étaient attribués en général à la présence de parcelles de fer dans les substances essayées. Le sidéroscope se compose d'une paille de 40cm de longueur suspendue horizontalement par un fil de cocon, dans une cage en verre analogue à celle de la balance de torsion ; à l'extrémité de la paille et sur son prolongement, est fixée une aiguille à coudre aimantée à saturation, dont on approche le corps à essayer. M. Lebaillif a constaté que le bismuth et l'antimoine exercent une répulsion sur l'aiguille, confirmant ainsi la remarque importante de Brugmanns. Depuis, Saigey a trouvé la même répulsion avec diverses autres substances.

Les recherches que nous venons de mentionner n'avaient pu faire adopter l'idée que le magnétisme agit sur tous les corps; les résultats étaient isolés, peu concordants, et généralement attribués, sauf dans le cas de la répulsion, à la présence du fer ; lorsque M. Faraday fit, en 1845, sa célèbre découverte de l'action qu'exercent la plupart des corps transparents sur la lumière polarisée, quand ils sont soumis à l'influence de puissants aimants. Ce phénomène, que nous étudierons dans l'optique, le conduisit à penser que les aimants agissent sur les molécules des corps transparents, et il se livraji des recherches suivies sur ce sujet. Une foule de physiciens s'élancèrent avec ardeur dans la nouvelle voie qui venait d'être ouverte, et il est bien prouvé aujourd'hui que la plupart des corps sont sensibles à l'action du magnétisme. Mais il faut, pour établir ce fait général, se servir d'électro-aimants très puissants ; car les aimants n'exercent sur les corps non magnétiques qu'une action environ 100,000 fois plus faible que celle qu'ils exercent sur le fer.

4792. DUMAUHÉTISHB. — L'appareil dont s'est servi M. Faraday * consiste ' en un électro-aimant en fer à cheval placé verticalement. Aux extrémités des branches, sont appliqués des prismes en fer doux, nommés pièces polaires, destinés à rapprocher à volonté les centres d'attraction magnétique. Un petit étrier en papier suspendu à un fil sans torsion, soutient une tige de la substance à essayer. Cette partie de l'appareil est préservée des agitations de l'air par une cage vitrée. On s'assure d'abord que l'étrier et son fil de suspension ne sont pas influencés par l'électro-aimant. Les premières expériences ont été faites sur le verre pesant (silicoborate de plomb) ; une tige de cette substance, au lieu de se placer suivant la ligne des pôles de l'aimant, ce que M. Faraday appelle prendre la direction axiale, se place perpendiculairement à cette ligne, ou prend la direction équatoriale. Beaucoup d'autres substances, parmi lesquelles se distingue \e bismuth, présentent le même phénomène. D'autres au contraire, prennent la direction axiale, comme les corps magnétiques proprement dits. L'appareil de M. Ruhmkorff (/fy. 1332) convient très bien pour répéter ces expériences. On peut aussi remplacer l'électro-aimant par un aimant très puissant, mais les résultats sont bien moins prononcés.

M. Faraday appelle corps diamagné tiques, ceux qui ,«e dirigent perpendicu-

i Bibliothèque universelle de Genève (Arch. des se.), t. H, p. 42 et U5.

lairement à la ligne des pôles de l'aimant, et il nomme paramagnéliques, ou simplement magnétiques, ceux qui, comme le fer, prennent la direction axiale. Les corps diamagnétiques prennent la direction cquatoriale, parce qu'ils sont repoussés par l'électro-aimant. La répulsion s'exerce également par les deux pôles, comme on peut le vérifier en approchant d'un des pôles de l'électroaimant, un morceau de bismuth suspendu à un fil : on voit ce corps s'écarter du pôle dés qu'on fait passer le courant dans l'hélice, et s'en rapprocher, en obéissant à la pesanteur, dés qu'on supprime le courant. — M. Faraday a encore mis la répulsion en évidence, au moyen du spectre magnétique : de la limaille fine de bismuth projetée sur une feuille de papier tendue au-dessus des pôles de l'électro-aimant, dessine les bords du fer doux en laissant une bande étroite complètement dégarnie, pendant qu'elle se répand de part et d'autre de cette bande. M. Pouillet ayant fait l'expérience avec un mélange de poudres de bismuth et de sesquichlorure de chrome qui est magnétique, a tu les poudres se séparer: l'espace abandonné par le bismuth était rempli par la poudre violette du sesquichlorure, qui dessinait ainsi le contour du fer doux.

4798. Des divers ^«Jides ■taffMéUqnes on diasftaffBétlqBes. — Il résulte des observations de M. Faraday, qu'il y a beaucoup plus de corps diamagnétiques que de corps magnétiques. Parmi les premiers, nous citerons le bismuth, le plomb, le zinc, le cuivre, le cristal de roche, le verre, le sel marin, le plâtre, le charbon, le soufre; en général, les substances organiques, fa résine, le sucre, lebois, la chair crue ou cuite, le sang, etc., etc. Les substances magnétiques sont principalement des métaux et la plupart de leurs composés salins, soit secs, soit en dissolution ; nous verrons plus loin comment on procède dans le cas des dissolutions. Ainsi, les dissolutions des sels de fer sont magnétiques. Cependant les cyanoferrures secs, jaunes ou rouges, de potassium sont diamagnétiques. Le sang, la chair des animaux, quoique renfermant do fer, sont diamagnétiques, ce qui montre que l'influence des éléments diamagnétiques l'emporte sur celle de la petite quantité de fer contenue. Aussi, le corps <Tun animal même vivant, se place-t-il dans la direction équatoriale ; c'est, du moins, ce que l'expérience a prouvé pour le corps d'une grenouille vivante. M. Plucker a reconnu que certaines substances organiques ne sont pas diamagnétiques, comme on le croyait avant lui : ainsi, on peut dire que les écorces des végétaux, sont en général magnétiques, tandis que les parties intérieures sont diamagnétiques. Les élytres des insectes coléoptères sont aussi magnétiques. M. Faraday n'a pas rencontré de corps solide ou liquide complètement indifférent à l'action du magnétisme. On peut cependant former des mélanges qui soient dans ce cas, en réunissant en proportions convenables une substance diamagnétique avec une substance paramagnétique. Par exemple, l'eau étant, comme nous le verrons, diamagnétique, une dissolution de sulfate de fer peut être étendue de manière à devenir tout-à-fait indifférente.

Clreonstamees qui modifient les résultats. — Il y a des précautions à prendre pour n'être pas induit en erreur dans les expériences destinées à recon-

DIAMAGNÉT1SME. 757

naître si un corps est diamagnétique. La plus petite quantité de fer peut rendre magnétique une substance qui ne l'est pas naturellement. Par exemple, du bois peut paraître magnétique quand il a été taillé avec un couteau. Le papier paraît souvent magnétique, quoique les substances organiques soient diamagnétiques; cela tient probablement à la présence de particules de fer, mêlées à la pâte pendant la fabrication.

Il faut aussi avoir égard à la forme des extrémités polaires de F électroaimant, et à la position du petit barreau mobile par rapport à ces extrémités. M. H. C. Œrsted a fait un grand nombre d'expériences à ce sujet '. 11 a reconnu qu'une aiguille de substance diamagnétique, qui prend la direction équatoriale quand elle se trouve entre les faces polaires verticales des armgtures de l'électro-aimant, prend la direction axiale quand elle est suffisamment élevée au-dessus de ces faces , et cet effet est d'autant plus marqué qu'elles sont plus rapprochées. Lorsqu'on suspend l'aiguille au-dessus du bord supérieur d'une des faces polaires seulement, l'aiguille diamagnétique prend encore la direction axiale ; mais si on l'approche des autres bords des pièces polaires , elle se place perpendiculairement au bord à l'influence duquel on l'expose. Cela a lieu , notamment , quand les pièces polaires sont forées suivant l'axe ; une aiguille de bismuth prend alors une direction axiale quand elle est suspendue entre les deux ouvertures. M. Becquerel avait vu, au contraire, le peroxyde de fer , qui est magnétique , se placer dans la direction équatoriale (1791), et l'on avait voulu conclure de là que le diamagnétisme n'existait pas, et que les effets qu'on lui attribue étaient dus à une distribution transversale du magnétisme, dépendant de la forme du corps attiré et de celle des faces polaires. Mais M. Faraday a montré que l'équilibre , dans le cas du peroxyde de fer, est instable, et qu'il se forme plusieurs pôles dans différentes directions, à cause de l'état de division de cette substance. Au reste, la poudre de peroxyde de fer se montre paramagnétique quand on en forme une masse non allongée , car cette masse est alors attirée par les pôles des aimants. Les positions axiales ou équatoriales attestent donc, en général, les attractions ou répulsions ; mais une même substance peut passer d'une position à l'autre, par diverses causes mal connues, mais qui dépendent évidemment de la longueur et de la position des aiguilles, de la forme du champ magnétique que forment les pièces polaires, et de la manière dont les forces attractives ou répulsives y sont distribuées * circonstances qui ont une grande influence sur la direction de la résultante.

C'est à une cause semblable qu'il faut attribuer les résultats trouvés par M. Plucker, qui a vu un petit barreau diamagnétique prendre la direction axiale quand il relevait suffisamment au-dessus des pôles de l'électro-aimant ; et , quand ce barreau était assez peu élevé pour conserver la direction équatoriale, se diriger suivant l'axe si l'on ajoutait un couple de plus aux deux qui chargeaient d'abord l'électro-aimant. Ayant observé ces résultats sur des corps

t Annales de chimie et de physique, 3* série, t. XXIV, p. 424.

i ELECTRO-MAGNETISME.

composés de substances magnétiques et de substances diamagnéliques , M. Plucker en avait conclu que la répulsion diminuait plus rapidement que l'attraction , quand on augmentait la distance ou qu'on diminuait l'intensité du courant. Des expériences faites avec un petit barreau formé d'un mélange de bismuth et d'étain rendu magnétique par du fer, lui ont, en effet, donné les mêmes résultats. Mais nous verrons que les lois sont les mêmes pour le diamagnétisme et le paramagnétisme ; il faut donc voir aussi, dans ces anomalies, une question de direction de résultante.

1704. Dlamagnétlsme et magnttlsme des liquides. — Pour reconnaître si un liquide est magnétique ou diamagnétique, M. Faraday le renferme dans in petit tube en verre très mince , qu'il suspend horizontalement entre les pôles de son électro-aimant. Une expérience préalable montre que le tube

de verre vide n'est pas sensiblement influencé. M. Faraday a vu ainsi le tube prendre la direction équatoriale , avec une foule de liquides, qui, par conséquent , sont diamagnétique*. Tels sopt V acide azotique , Veau , l'alcool, Véther, l'acide sulfurique, les solutions des sels alcalins et terreux , V huile d'olive, V essence de térébenthine, le mercure, etc., etc. Les liquides paramagnétiqves sont principalement les dissolutions des sels des métaux magnétiques. La dissolution de cyanoferrure rouge de potassium est magnétique, tandis que le sel sec est diamagnétique (1793).

M. Matteucci dispose entre les pièces polaires de F électro-aimant une petite caisse en verre , contenant une goutte d'huile en suspension dans une dissolution alcoolique de chlorure de fer de même densité ; on voit cette goutte s'allonger dans le sens transversal. Si la goutte est formée de la dissolution de chlorure, en suspension dans l'huile, elle s'allonge dans le sens de l'axe. M. Matteucci a encore mis en suspension dans la dissolution de chlorure de fer une multitude de gouttelettes d'huile, et les a vues se porter sur la ligne équatoriale, pendant que le liquide ferrugineux s'accumulait autour des pôles.

M. Plucker distingue les liquides magnétiques, des diamagnétiques, par les changements de forme qu'ils éprouvent sous l'influence d'un électro-aimant *. L'appareil qu'il a employé dans ces expériences, et qui lui a servi dans beaucoup d'autres recherches que nous ferons connaître, consiste en un électro-aimant

Fig. 1334.

1 Annales de chimie et de physique, 3e série, t. XXIX, p. 429.

DIAMAGNÊTISME. 759

très puissant en fer à cheval ( fig. 1334) , dont les pôles sont en c, c ; des pièces polaires de différentes formes, telles que a, a , peuvent être appliquées sur ces extrémités ; elles sont munies de cônes n', qui peuvent s'y visser, et dont les formes varient, suivant les expériences que Ton veut faire. L'hélice magnétisante est composée de quatre fils aboutissant à deux colonnes séparées , dont une est marquée d. On peut faire passer le courant , soit dans les quatre fils réunis bout à bout, de manière à former un circuit de longueur égale à leur somme, soit dans ces fils réunis en faisceau par leurs extrémités, de manière à former un circuit de section quadruple. Une caisse vitrée recouvre les pôles c, c ; elle porte un tube de verre b à micromètre , dans lequel est suspendu Un fil de métal, de manière à constituer une balance de torsion. Une balance ordinaire toute en verre, excepté le couteau, peut aussi être fixée dans la caisse ; elle sert à mesurer la répulsion exercée par les pôles de l'électro-aimant sur les corps diamagnétiques.

Pour essayer les différents liquides , M. Plucker applique sur son électroaimant les pièces polaires a, a, de manière que les parties circulaires soient en regard , et il pose sur les bords arrondis, un verre de montre contenant le liquide à éprouver. Quand ce liquide est magnétique, on le voit se porter vers les arêtes des pièces polaires, où la force est surtout concentrée, et s'allonger dans la direction axiale en se creusant au milieu, comme on le voità droite (fig. 1835) , Fig. \ 335. Le protochlorure de fer présente ces résultats

d'une manière remarquable. Quand le liquide est diamayr\étique , il est repoussé par les arêtes des pièces polaires, et forme une petite colline transversale, comme on le voit à gauche ; seulement, le phénomène est généralement moins prononcé qu'avec les substances magnétiques. Quand la surface du liquide est à peine déformée, on juge de sa courbure par l'image d'un objet éloigné. M. Plucker a constaté facilement, par ce moyen, le diamagnétisme de l'eau, de l'alcool, du sang..., et même du mercure. Il faut avoir soin, pour ce dernier liquide, de le placer dans une capsule amalgamée, pour qu'il puisse la mouiller. On obtient des résultats variés, avec chaque liquide, en le plaçant dans un vase qu'il ne mouille pas, en l'étendant sur une lame de mica remplaçant le verre de montre, ou enfin en le déposant en grosses gouttes sur les pièces polaires mêmes, que l'on peut aussi rapprocher plus ou moins. M. Matteucci a vu, de son côté, le liquide placé dans un vase à fond plat , se porter vers la ligne des pôles, ou s'en rapprocher, suivant les cas ; et M. Quet a fait mouvoir des gouttes liquides engagées dans des tubes capillaires placés entre les pôles d'un électro -aimant.

499S. Diamagnétisme des flammes. — Les premières tentatives de M. Faraday, pour découvrir si les gaz sont sensibles au magnétisme, n'avaient pas été couronnées de succès ; mais il reconnut, plus tard, que certains gaz sont magnétiques, et d'autres diamagnétiques. Il fut conduit à reprendre ses

recherches sur ce sujet, par la découverte curieuse du P. Bancalari, qui a vu les pôles d'un électro-aimant agir par répulsion sur la flamme et la fumée d'une lampe , ainsi que sur les vapeurs d'eau et d'alcool ; résultats confirmés par M. Zantedeschi , qui a remarqué, en outre, que la flamme repoussée est déprimée. Plus tard, M. Plucker a décrit les formes singulières qu'affectent dans les divers cas des flammes de différente nature. Pour répéter ces expériences , on termine par des cônes à sommet arrondi, les pièces polaires a, a(fig. 1334), ou les extrémités du fer doux de l'électro-aimant BB'( /fy. 1332). et on laisse la flamme s'élever entre les deux cônes. Dés que le courant passe, on la voit se porter latéralement d'un côté ou de l'autre, en s'aplatissant transversalement à la ligne des pôles, A (fig. 1336 ). Si cette ligne rencontre Taxe de figure de la flamme, celle-ci s'aplatit dans la direction équatoriale en s' étendant également des deux côtés, et prenant différentes formes, suivant que la ligne des pôles est plus ou moins rapprochée de son extrémité supérieure.

Fig. 4 336. Fig. 4 337.

On voit (fig. 1337) les formes que prend la flamme d'une chandelle de suif, quand la ligne des pôles se trouve à la hauteur o, o. On voit en e, e la flamme étendue dans le sens équatorial, et en a, a sa section par un plan passant par la ligne des pôles. On voit aussi en E (fig. 1336) la forme que prend la flamme de 1 essence de térébenthine , ou celle d'une chandelle de suif très fuligineuse ; elle se continue à sa partie supérieure en une fumée épaisse formant deux branches séparées. M. Matteucci ayant expérimenté sur les flammes de résine, de soufre, de cire, d'alcool, d'hydrogène, a trouvé que l'action du magnétisme est la plus prononcée sur la flamme de la résine, et la plus faible sur celle de l'hydrogène ; ce qui le conduit à attribuer l'effet produit, au moins en partie, à l'action exercée sur les particules solides qui entrent dans la composition de la flamme (11,1056).

Nous avons vu comment l'arc voltaîque est violemment repoussé par les électro-aimants (1235) ; mais ici la flamme est formée par l'électricité, et le phénomène se rattache à l'action des aimants sur les courants.

1796. Gai. — M. Faraday a étudié le diamagnétisme et le magnétisme des gaz par différents procédés '.lia d'abord reconnu que l'air chaud est repoussé parles pôles d'un électro-aimant, en faisant monter ce gaz entre ces

* Annales de chimie et de physique, 3« série, t. XXX1Y, p. 240.

DIAMAGNETISME. * 761

pôles, et cherchant, au moyen d'un petit thermomètre, la direction que suit la colonne gazeuse quand l'électro-aimant est inerte, puis quand il est aimanté. M. Plucker a observé la direction de la colonne d'air chaud, au moyen de l'ombre qu'elle projette. Pour les gaz froids, M. Faraday les faisait descendre ou monter entre les pôles, suivant qu'ils étaient plus denses ou moins denses que l'air, et observait le changement de direction du courant gazeux pendant l'aimantation, en cherchant à recevoir dans un tube renfermant du papier imbibé d'ammoniaque, le gaz qui avait passé sur du papier imbibé d'acide chlorhydrique. Des fumées blanches épaisses se dégageaient dans le tube quand il se trouvait sur le chemin de la colonne gazeuze. Le même physicien a encore procédé en soufflant au bout d'un tube et avec différents gaz, des bulles de savon qu'il approchait des pôles de l'électro-aimant, ces bulles se portaient vers le pôle magnétique, ou s'en éloignaient suivant les cas. Il a encore rempli de gaz une ampoule de verre très mince fixée à l'extrémité d'un long levier en bois suspendu horizontalement par un (il sans torsion ; l'ampoule était attirée ou repoussée, suivant le gaz qu'elle contenait. Des expériences, faites avec l'ampoule remplie d'air, avaient prouvé que le verre n'était pas sensiblement influencé.

M. Faraday a reconnu que, dans Vaxr, l'oxygène est fortement attiré par les pôles magnétiques, et que tous les autres gaz sont repoussés, surtout l'hydrogène et le gaz d'éclairage. L'oxyde de carbone, le bioxyde d'azote et le gaz nitreux, n'ont cependant donné que des résultats douteux.

Les résultats dépendent, comme nous allons le voir, du milieu ambiant ; de sorte qu'on ne peut dire si les gaz sont magnétiques ou diamagnétiques, mais seulement, que l'oxygène est plus magnétique ou moins diamagnétique que l'air, et les autres gaz, moins magnétiques ou plus diamagnétiques que lui. Alors M. Plucker a cherché à reconnaître s'il y avait attraction ou répulsion, en observant les changements de pression que doit subir une masse gazeuse confinée, sous l'influence d'un électro-aimant appelant le gaz prés de ses pôles, ou l'en éloignant. Il a donc disposé entre les parties arrondies des pièces polaires a, a (fig. 1334) un thermomètre à air /, f, dont le réservoir était formé d'une enveloppe mince en laiton, se moulant exactement sur le contour de ces pièces, et il a vu l'index liquide du tube, s'avancer de 2 à 3mm vers l'orifice, au moment où il lançait le courant dans l'électro-aimant. 11 résulterait de là que l'air serait diamagnétique. Mais le résultat était dû h une répulsion exercée sur les parois flexibles du thermoscope. En effet, M. Faraday ayant repris ces expériences en employant pour parois, les surfaces mômes des pièces polaires, auxquelles il donnait des formes très variées, il n'a pu obtenir le moindre déplacement de l'index observé au microscope, quel que fût le gaz qui remplissait la cavité. Cependant les dimensions de l'appareil étaient telles qu'un accroissement de volume de to0o00 eût été sensible. Si donc il y a changement de pression dans le gaz près des faces polaires, ce changement doit être bien faible, à moins que les différentes parties n'étant pas aux mêmes distances des

762 ELE€TKO-MAGNÉTISME.

champs magnétiques, la résultante ne soit attractive pour les unes et répulsive pour les autres, de manière à établir une sorte de compensation. Au reste, nous allons voir (1799) comment le sens du magnétisme des gaz a été déterminé directement par M. E. Becquerel.

4797. 1IPLUJUVB DU HIUBU SUE LU ACTIOVS BU MàBWttVm SU1 UM GHH. —

M. Faraday a constaté un fait très important, c'est que le milieu dans lequel est plongé un corps, a une grande influence sur les résultats de Faction qu'exerce sur lui le magnétisme. Ainsi, une dissolution étendue de sulfate de fer, renfermée dans un tube de verre mince, est paramagnétique; maïs, quand on plonge le tube dans une dissolution plus concentrée du même sulfate, il prend la direction équatoriale. Dans de l'eau pure, il reprend la direction axiale. Un tube rempli d'air parait magnétique quand il est plongé dans le mercure, l'eau, l'alcool; et diamagnétique, dans une dissolution suffisamment concentrée d'un sel de fer, de cobalt, de maganése de cérium. M. Plucker a vu un aréomètre placé au-dessus des pôles d'un fort aimant , s'enfoncer quand il était plongé dans un liquide diamagnétique, et s'élever dans un liquide magnétique. En général, un solide magnétique paraît diamagnétique dans un liquide plus magnétique que lui, et un corps diamagnétique semble magnétique dans un milieu plus diamagnétique. M. Faraday, a constate aussi cette influence du milieu, dans le cas des gaz: il remplissait d'un certain gaz une boite placée entre les pièces polaires de son électro-aimant, et faisait, au milieu de ce gaz, avec les tubes contenant du papier imbibé d'ammoniaque, les expériences que nous avons citées plus haut (1796). Il a reconnu ainsi que l'azote, qui est légèrement repoussé dans l'air, est attiré dans le gaz d'éclairage et dans l'hydrogène ; le bioxyde d'azote, à peu prés indifférent dans l'air, est attiré dans l'acide carbonique. L'air est plus fortement attiré dans l'acide carbonique et l'hydrogène, que dans le gaz d'éclairage.

M. Plucker et M E. Becquerel, chacun de leur côté, ont déduit de leurs expériences la loi -suivante, dont l'analogie avec le principe d'Archiméde (1,165) est facile à saisir: V action attractive ourépulsive exercée par un aimant sur un corps plongé, est égale à V effet qti éprouverait le corps dans le vide, diminué de V effet produit sur le volume de fluide déplacé par ce corps.

M. Plucker explique, au moyen de ce principe, l'influence qu'exerce le milieu ambiant sur les effets du magnétisme sur un même corps. M. E. Becquerel va beaucoup plus loin, et part de là pour établir une théorie très ingénieuse , sur laquelle nous reviendrons (1802), par laquelle il cherche à expliquer le diamagnétisme.

1798. Expériences de M. E. Becquerel. — Pour établir par l'expérience le principe ci-dessus, il faut mesurer avec une grande précision les actions exercées sur des volumes égaux du fluide et du corps qui y est plongé. C'est ce qu'a fait M. E. Becquerel, au moyen de l'appareil suivant '. AC, AC

« Annales de chimie et de physique, 3« série, t. XXIV, p. 377.

DIAMAGNETISME.

( fig. 1338 ) sont les extrémités d'un énorme électro-aimant, dont le fer doux a 1 mètre de longueur, et Om,1 1 de diamètre. * Deux fils de cuivre de 2mm de diamètre et de 910m de longueur, pesant ensemble 50 kil., sont enroulés sur les deux branches ; on peut, en réunissant ces deux fils bout à bout, former un circuit de 1,820m. Les bases du cylindre de fer doux, bien dressées et placées horizontalement, supportent un socle en bois B, sur lequel repose une balance de torsion rtmn. La cage de cette balance est fixée avec de la cire molle, et ses faces antérieure et postérieure sont fermées par des glaces pouvant s'enlever à volonté. Le tube t est encastré dans un anneau en bois bb' , que l'on peut faire glisser sur le couvercle de la cage mny dans deux directions perpendiculaires, au moyen de deux vis de rappel, dont une se voit en v. On peut ainsi, bien centrer le fil de torsion , après quoi Ton fixe l'anneau au moyen d'écrous à oreilles. Des pièces polaires c,c, dont la coupe se voit en c", sont appliquées aux extrémités de l'électroaimant , et reçoivent des barreaux de fer doux d,d,d", qui sont continués en dedans de la cage mn, par deux autres petits barreaux, dont les extrémités intérieures forment en réalité les faces polaires actives. Les deux systèmes cd, cd ne sont pas sur le prolongement l'un de l'autre ; mais ils sont rejetés de part et d'autre du centre , comme on le voit en c'd', c'd't de manière à permettre de viser avec un microscope L, l'extrémité d'un petit barreau a , suspendu au fil de torsion. Ce barreau est attaché \ sans étrier , au moyen d'un fil d'argent disposé comme on le voit en a et a'. Une balle de plomb, suspendue par le môme moyen , plonge dans l'eau, afin d'amortir les oscillations du fil de torsion. Sur les deux bases du barreau a,a' sont tracés deux diamètres à angle droit, dont on fait coïncider le point de croisement, dans chaque expérience, avec le fil vertical du réticule du microscope L , ce qui s'obtient en faisant tourner convenablement le cercle divisé r. Le microscope est fixe, et placé de manière que le petit barreau a fasse un angle de 20° avec un plan parallèle aux pièces d, d', quand la coïncidence a lieu.

La marche de l'expérience est maintenant facile à comprendre. Après avoir établi la coïncidence, on fait passer le courant dans l'électro-aimant, le barreau

Fig. 4338.

ELECTRO-MAGNETISME .

a est dévié, et on le ramène à sa première position en faisant tourner le cercle r. L'angle de torsion mesure la force exercée , et, d'après le sens dans lequel il a fallu tourner, on voit si le petit barreau a est magnétique ou diamagnétique. Pour se mettre à l'abri des erreurs provenant du défaut de symétrie, on tourne le cercle r, de 180°, on fait une seconde observation sur l'autre extrémité du barreau, et Ton prend la moyenne.

Pour expérimenter dans les liquides , on remplace le vase dans lequel plonge la balle de plomb, par un autre vase à bords plus élevés rempli du liquide sur lequel on veut opérer.

Quand on veut comparer les effets produits sur une même substance dans des circonstances différentes, il se présente une cause d'erreur dont M. E. Becquerel a eu grand soin de tenir compte. Comme l' électro-aimant doit avoir une grande énergie, il fallait employer «30 à 40 couples à charbon donnant un courant qui n'était qu'à peu prés constant. L'intensité de ce courant était mesurée par une boussole des sinus. M. E. Becquerel a d'abord constaté, comme nous le verrons, que la force de torsion nécessaire pour maintenir un même barreau dans sa position normale, est sensiblement proportionnelle au carré du tùuu qui mesure l'intensité du courant. Il résulte de cette loi, qu'en divisant les angles de torsion obtenus, par les carrés des sinus observés, on ramène tous les résultats à l'unité d'intensité de courant. C'est ainsi qu'ont été obtenus les nombres du tabteau suivant. Le signe (+) indique qu'il y a attraction, et le signe ( — ), qu'il ya répulsion,