SPÉCIFIQUE

MAGNBT1SME srÉcmçjCE 1 dans l'air.

Eau T.

Zinc T.

Cire blanche T.

Soufre fondu. ... T.

Cuivre (gaWanopl.) B

Cuivre pur B.

Plomb d'œuvre. . T.

Phosphore T.

Sélénium T.

Argent pur. . . . B.

Or (pépite) .... B.

Or pur B.

Bismuth T.

Bismuth B.

Eau

Alcool

-ë j Ammoniaque

J \ Sel marin

Ô i Chlorure de magné- £ sium

Sulfure de carbone. . . .

Sulfate de cuivre. .

9 1 Sulfate de nickel. .

e 1 Protosulfate de fer.

S < ld

ij Protochlorure de fer 5f u

v ld. concentrée.

On voit que la cire et le zinc sont moins repoussés que l'eau et les autre* liquides diamagnétiques : on en doit conclure que ces corps seraient attirés dans ces liquides ; c'est, en effet, ce que montre l'expérience. On voit aussi que le bismuth est le plus diamagnétique des corps, et qu'il les dépasse tous de beaucoup. Remarquons encore que les nombres qui précédent sont relatifs aux échantillons qui ont servi aux expériences ; les plus petites parcelles de fer, et même, comme nous le verrons, l'état moléculaire des corps solides , peuvent notablement modifler les résultats.

Comparaison avec le magnétisme dn fer. — M. E. Becquerel a ensuite rapporté le magnétisme spécifique des corps à celui du fer. Pour cela, il lui a fallu trouver le rapport entre le magnétisme de ce métal et celui de l'eau, qui lui avait d'abord servi de terme de comparaison. L'énorme pouvoir magnétique du fer rendait la comparaison difficile à faire directement; aussi, la solution concentrée de protochlorure de fer, dont le pouvoir est + 658,43 par rapport

MAGNETISME SPECIFIQUE.

à celui de Teau représenté par — 10, a-t-elle servi d'intermédiaire. Cette solution a été introduite dans un tube en verre mince , de 4cm de longueur, suspendu entre les pôles contraires de deux barreaux aiman lés, et Ton a comparé les oscillations de ce tube à celles d'un barreau de même longueur formé de cire mélangée avec un poids connu de limaille de fer doux. Les nombres d'oscillations de semblables barreaux sont indépendants de leur grosseur, et sont proportionnels aux quantités de limaille qu'ils contiennent. On a trouvé ainsi que le protochlorure de fer éprouve, à volume égal, la même action qu'une substance inerte renfermant 0,2 milligrammes de fer par centimètre cube. Le pouvoir magnétique de l'eau étant , par rapport au protochlorure de fer ,

égal à

= 0,0152, le pouvoir de l'eau sera égal à celui d'une

substance inerte qui contiendrait 0,0152 xO,2=Ome,003 de fer par centimètre cube ; mais il est de signe contraire. Chaque centimètre cube de fer massif pesant 7*r,788, les pouvoirs magnétiques du fer, du protochlorure de fer et de l'eau, seront à volume égal, + 1 000 000 ; + 25,7 ; — 0,4 ; et à poids égal, + 1 000 000 ; + UO ; — 3.

«808. Expérteaeesde M. Faraday. — M. Faraday, en 1853, a comparé les pouvoirs magnétiques d'un grand nombre de substances, par la méthode de torsion1. Il suspendait, par un fil de platine, entre les pièces polaires d'un aimant en fer à cheval pouvant porter 200 kil., un barreau de la substance à étudier, et le ramenait dans la direction axiale, au moyen de la torsion. Au barreau était fixé un petit miroir, au moyen duquel on pouvait, en suivant la méthode de M. Gauss (1247), obtenir ce résultat avec une grande précision. Le tableau qui suit contient une partie des résultats trouvés par M. Faraday ; ils sont rapportés à l'eau, et ont été obtenus à la température de 15°,5, et pour les gaz, à la pression de 0m,76. Enfin, les nombres correspondent à des volumes égaux de chaque substance observée dans le vide.

SUBSTANCES

POUVOIRS

SUBSTANCES

POUVOIRS

SUBSTANCES

POUVOIRS

Proto-ammoniure de enivre

Per-ammoniure de cuirre

(hygène

Air .

Cyanogène

Verre

Zinc pnr

Ether

Alcool absolu. . . .

Essence de «itron. .

Camphre ......

Camphine

Hnile de lin. • . .

Hnile d'olive. . . .

Cire

Acide azotique.. . .

Ammoniaq. liquide.

Bisulfure de carbone *.

Azotate de potasse (saturé)

Acide sulfnriqne.. .

Soufre

Chlorure d'arsenic. .

Borate de pi- fondu.

Bismuth

Gaz défiant

Aïole

Acide carbonique- .

Hydrogène

Gaz ammoniac.. . .

i Bibl. de Gtn. (Arch. des Se), 1. XXIII, p. 4 06 ; et Rech. expérim., t. III, 497.

ELECTRO-MAGNETISME.

*8%%. Lola et résultats généraax. — On avait cru pouvoir admettre cette loi, que les corps simples les plus magnétiques sont ceux dont le volume atomique (rapport de l'équivalent à la densité) est le plus petit , ou dont les atomes sont le plus rapprochés ; et que les corps diamagnétiques sont ceux dont les atomes sont le plus écartés. Ce fait curieux, déjà remarqué pour les corps magnétiques proprement dits , a été vérifié depuis sur beaucoup d'autres substances. Dans la liste qui suit, les nombres placés à droite représentent les volumes atomiques.

Nickel 42

Cobalt 43

Manganèse 43

Cuivre 44

Fer . . 44

Chrome; titane . . 54

Platine; osmium . 57

Zinc 58

Sodium 4 47

Potassium 292

Or; argen* 63

Mercure 91

Plomb 1136

Antimoine 4 26

Bismuth 434

La troisième colonne est composée des métaux diamagnétiques . Dans les deux premières, nous trouvons le cuivre et le zinc, qui sont diamagnétiques ; nous avons vu comment M. de La Rive explique cette anomalie, en faisant intervenir la conductibilité (1802). Mais nous voyons que le fer , le plus magnétique des corps, n'a pas le volume atomique le plus faible.* En outre, le potassium et le sodium, dont le volume atomique est le plus grand , sont magnétiques, d'après M. Lamy. La loi ne peut donc, dans l'état actuel de la science, être regardée comme exacte.

M. Matteuccia prouvé directement l'influence de la conductibilité des métaux sur leur pouvoir diamagnétique ' ; car il a constaté que ce pouvoir augmente proportionnellement à leur résistance à la conductibilité, et, quand on les divise, proportionnellement au degré de division. Or, en divisant un corps, on diminue sa conductibilité, au point d'intercepter le passage d'un courant. Par exemple, en appelant 1 le pouvoir diamagnétique de chaque métal massif, le cuivre a donné de 1,6 à 2,90 en poudre fine; l'or, de 1,36 à 1,73; l'argent, de 1,12 à 1,55, suivant l'état de division. Avec le bismuth, les résultats ont été douteux, mais la poudredece métal est conductrice, parce que, étant obtenue mécaniquement, elle n'est pas aussi fine que les poudres obtenues par précipitation chimique. Les substances non conductrices, comme le soufre, la résine, l'acide stéarique, la craie, ne changent pas de pouvoir diamagnétique quand on, les réduit en poudre impalpable. Dans ces expériences, le corps était renfermé en fragments ou en poudre impalpable, dans une boule de verre mince, fixée à l'extrémité d'un long levier suspendu par un fil de torsion.

Corps composés. — On a cherché en vain à saisir quelque relation entre les pouvoirs magnétiques ou diamagnétiques des corps composés , et les pouvoirs de leurs éléments. Cependant, on remarque que les combinaisons

* Comptes-rendus de l'Académie des sciences de Paris, t. XLIY, p. 242 et 625.

de fer sont en général magnétiques ; mais, avec ce métal même, on trouve des exceptions : ainsi, nous avons vu que les deux cyanoferrures de potassium sont diamagnétiques. L'état de combinaison semble donc modifier les tendances magnétiques des atomes ; ce qui est bien d'accord, du reste, avec l'influence qu'exerce l'arrangement moléculaire sur le magnétisme (1811).

Mélangea. — Quand les substances sont mélangées, on remarque que le pouvoir diamagnétique du mélange est sensiblement égal à la somme des pouvoirs des corps mélangés. M. Matteucci a établi cette loi, au 'moyen de mélanges de poudre d'argent et d'essence de térébenthine; de poudres de soufre, colophane, craie, cuivre, bismuth, mélangées avec l'essence de térébenthine, l'huile d'olive, la benzine. Cependant les mêmes poudres mêlées avec de l'eau pure, salée, ou acidulée, ont formé des mélanges dont le pouvoir dépassait constamment, à peu prés de -^ la somme calculée.

1810. Magnétisme spécifique de l'oxygène et de l'air. — M. Matteucci compare le magnétisme de l'oxygène à celui du protochlorure de fer, par le moyen suivant qui peut servir à montrer facilement que l'oxygène est magnétique. On introduit dans un tube rempli d'alcool, une grosse bulle d'oxygène, et Ton place ce tube transversalement entre les extrémités polaires hémisphériques d'un très-fort électro-aimant. Si la bulle est tangente à la ligne polaire, on la voit s'allonger vers cette ligne, et si son milieu se trouve sur cette ligne, elle se raccourcit. Si l'alcool est saturé de protochlorure de fer, dans le dernier cas, la bulle se partage en deux parties qui s'écartent l'une de l'autre. En cherchant par tâtonnement la proportion de protochlorure pour laquelle la bulle n'éprouve pas de changement appréciable déforme, on aura une dissolution ayant le même magnétisme que l'oxygène. M. Matteucci a trouvé ainsi que l'oxygène a le même magnétisme que la dissolution de protochlorure contenant 3 milligrammes de fer par centimètre cube.

M. E. Becquerel a fait de nombreuses expériences pour mesurer le magnétisme de l'oxygène comparé à celui de l'eau, et par suite, à celui du fer. Pour cela, il a suspendu dans son appareil (fig. 1339) un petit tube de verre rempli de cire, et il a observé les effets produits par l'électro-aimant sur ce tube quand il était dans le vide, dans l'oxygène, puis dans l'eau. Ces actions, à la température de 12°, furent, dans l'oxygène à la pression de Om,76, V0 = — 0,2675; dans le vide, V„ = — 0,1145; et dans l'eau, V« =+0,7033. On en conclut V0— Vv = +0,1530, Ne — V„ t= —0,8178. et pour le magnétisme de V oxygène par rapport à l'eau dans le vide, 0,1530:0,8178 = 0,1871. Ainsi, à volume égal, le pouvoir magnétique de l'oxygène est presque { de celui de l'eau, mais de signe contraire. On trouve pour l'air, par le même moyen, le nombre 0,0377. Le calcul donne, en prenant les 0,21 du pouvoir de l'oxygène, le nombre 0,0392 ; ce qui montre que l'air doit son magnétisme à l'oxygène qu'il contient. M. Faraday et M. Matteucci sont arrivés à des résultats peu différents, que M. E. Becquerel a encore confirmés par la méthode de M. Plucker, au moyen de la balance, mais en renfermant le gaz dans des boules de verre très mince,

assez résistantes cependant pour qu'on pût y faire le vide. Il laissait un intervalle de 5 à 10mm entre la boule et les pièces polaires, pour éviter de rendre prédominante l'action sur le verre et sur le gaz adhérent. Enfin, H. E. Becquerel a constat} que le pouvoir magnétique de l'oxygène est proportionnel à sa pression ; loi qui vraisemblablement s'étend aux autres gaz.

Si Ton prend le pouvoir magnétique du fer pour terme de comparaison, et qu'on le représente par 1,000,000, on trouve, à poids égal, 377 pour l'oxygène et 88 pour l'air. L'oxygène, à poids égal, est prés de 3 fois plus magnétique que le protochlorure de fer, qui est le liquide le plus magnétique. Il résulte de là que 1 mètre cube d'oxygène agirait sur une aiguille aimantée comme 54 centigrammes de fer ; et i mètre cube d'air, comme 1 \ centigrammes. L'atmosphère entière équivaut, sous le rapport magnétique, à une enveloppe de fer qui recouvrirait la terre, et aurait Omni,1 d'épaisseur. On conçoit qu'une pareille couche continuellement agitée, puisse troubler l'aiguille aimantée, et que, son pouvoir magnétique dépendant de la température, comme nous allons le voir, son échauffcment aux différentes heures du jour puisse concourir dans une certaine mesure à la production des variations diurnes.

1811. Influence de la température sur le magnétisme et le dtamagmétisme. — M. Faraday a constaté que la chaleur diminue rapidement le pouvoir des corps magnétiques proprement dits, mais qu'elle ne l'anéantit jamais complètement, quand on emploie un électro-aimant très énergique. M. Plucker a confirmé ces résultats : ayant remplacé le verre de montre suspendu à la balance de son appareil (1794), par une capsule de porcelaine remplie de la substance, liquide ou en poudre, dans laquelle était plongé un thermomètre, il élevait fortement la température, il faisait ensuite de fréquentes pesées pendant le refroidissement. 11 reconnut ainsi que le diamagnétisme et le magnétisme spéciûque des solides et des liquides diminuent généralement quand leur température s'élève; mais il y a des exceptions. Par exemple, le mercure ne change pas jusqu'à 300°. Il en est de même du soufre et de la stéarine, même au-delà de leur point de fusion ; M. Brunner a trouvé que l'eau, à l'état de glace et à l'état de vapeur, possède le même magnétisme spécifique qu'à l'état liquide.

M. Matteucci a fait des recherches suivies sur le même sujet l. Il a reconnu d'abord que le magnétisme du fer augmente jusqu'à une certaine température, puis décroît rapidement. 11 a trouvé, entre 0° et 212°, que le pouvoir diamagnétique d'une aiguille de bismuth diminue à peu prés proportionnellement à l'augmentation de température. Cette aiguille était suspendue par un fil de cocon, sous une cloche de verre remplie d'air, plongée dans un bain d'huile, et placée entre les pôles d'un électro-aimant. Ayant mis du bismuth dans une petite cuiller en chaux, fixée à l'extrémité d'un long levier suspendu par un fil de platine, il reconnut que le système était repoussé. Ayant fait chauffer la

1 Bibl. de Genève (Arch. des se.), t. XXIII, p. 24, et Cours sur l'induction, p. 549

cuiller jusqu'à fusion du bismuth, il constata une attraction qui se changea en répulsion au moment de la solidiGcation. La cuiller avait été frottée légèrement avec du papier teint d'oxyde de fer, de manière à être un peu attirée quand elle était vide. Déplus l'expérience a prouvé qu'une petite auge allongée, en chaux remplie de bismuth fondu, oscillait aussi vite que lorsqu'elle était vide à la. même température ; d'où il résulte que le pouvoir diamagnétique du bismuth est insensible dans l'état de fusion. Le changement d'état des corps non métalliques et non cristallisés, comme le soufre, le .phosphore, diminue à peine leur diamagnétisme.

M. Matteucci, ayant fait fondre un globule de fer dans la cuiller en chaux , au moyen dn chalumeau de Newmann, a vu que ce globule était encore attiré. Mais il fallait, pour manifester cette attraction, un énorme électro-aimant, avec 30 couples de Grove. M. Matteucci évalue le pouvoir magnétique du fer en fusion à 0,00001 5 de son pouvoir à la température ordinaire. Il n'est donc pas étonnant qu'on ait avancé que le fer au rouge blanc cesse d'être magnétique quand on l'essaie avec les aimants proprement dits. Le cuivre , l'or des monnaies, le zinc, la porcelaine, certaines espèces de charbon , trouvés magnétiques à la température ordinaire , deviennent diamagnétique* à une température plus ou moins élevée. Le platine reste magnétique à l'état de fusion, et son pouvoir paratt à peine diminué.

La chaleur semble diminuer aussi le magnétisme des gaz. Ainsi, M. Faraday a vu l'air chaud être repoussé dans l'air froid (1796); il paratt donc moins magnétique que ce dernier. Mais M. E. Becquerel a conclu de ses expériences sur l'oxygène, que l'influence de la chaleur n'a rien de réel , et que les diminutions que l'on observe proviennent seulement du changement de densité. Il opérait par des pesées, avec son ballon mince rempli de gaz entouré d'une étuve à double enveloppe placée sur l'électro-aimant, et dans laquelle il faisait passer un courant de vapeur d'eau.

m. Magnétisme et diamagnétisme des oristanx.

48ts. Nous venons de voir que l'état de division et la fusion apportent des changements dans le magnétisme de certains corps. L'arrangement moléculaire a donc une influence sur cette propriété; et c'est surtout dans les cristaux que cette influence se manifeste d'une manière frappante. Dans ces sortes de corps, les molécules ne sont pas également rapprochées dans toutes les directions, et nous avons déjà vu comment la structure manifeste son influence, dans les expériences sur X élasticité y la dilatabilité , la conductibilité pour la chaleur et pour l'électricité.

M. Plucker a découvert, vers 1849, le fait suivant : des lames de tourmaline taillées parallèlement à l'axe du cristal se montrent magnétiques, à cause du