FORCE MAGNETIQUE DU GLOBE

Fig. 881.

On obtient encore un système astatique au moyen de deux aiguilles identiques et de même force magnétique ab, a'V (fig. 881), réunies Tune à l'autre par une tige rigide n et dont les pôles opposés sont tournés du même côté. Il est évident que les actions de la terre sur les deux aiguilles se contrebalancent. Si l'une d'elles, ab, est plus faible que l'autre, on l'incline de manière à la rapprocher de la direction de l'aiguille d'inclinaison, ce qui augmente la composante horizontale de l'action terrestre, et l'on parvient par tâtonnement à rendre le système indifférent à cette action.

Ampère a construit une aiguille astatique, en plaçant le plan dans lequel elle peut tourner, perpendiculairement à l'aiguille d'inclinaison, c'est-àdire à la force magnétique terrestre. La fig. 882 représente l'aiguille astatique d'Ampère; elle tourne autour d'un axe perpendiculaire au plan d'un cercle divisé. Ce cercle est fixé à une petite roue dentée verticale r, que l'on peut faire tourner au moyen d'une vis sans fin w'. Le support de la rouer est lui-même porté par un disque horizontal*, que l'on fait tourner sur lui-même en agissant sur la vis sans fin u. Au moyen de ce double mouvement, on dirige par tâtonnement le plan du cercle que parcourt l'aiguille, perpendiculairement à la force magnétique terrestre.

«son. mmuhe ns Là force eibhétique ou blobe. — Pour achever d'établir la théorie de l'aimant terrestre, il nous reste à montrer que l'intensité de la force magnétique du globe augmente à mesure qu'on se rapproche de l'un ou de l'autre pôle. Graham, le premier, s'est occupé d'évaluer cette intensité, en 1722. Plus tard, Saussure fit quelques expériences comparatives sur le mont Blanc et à Genève. Mais c'est à Borda que Ton doit les premières expériences suivies sur ce sujet, et la méthode qu'emploient aujourd hui les voyageurs. Cette méthode consiste à faire osciller une même aiguille aux différents lieux dont on veut comparer les forces magnétiques. On peut procéder, soit au moyen de l'aiguille d'inclinaison, soit au moyen de l'aiguille de déclinaison.

1° Oscillations de l'aiguille d'Inclinaison. — Si l'on dérange de sa position d'équilibre, de 3° à 4° au plus, une aiguille aimantée mobile dans le méridien magnétique, elle fait des oscillations sous l'influence des forces appliquées à ses deux pôles, forces qui restent toujours égales et parallèles dans toutes les positions qu'elle prend. Les oscillations sont donc soumises aux mêmes lois que celles du pendule ; en effet, l'observation montre qu'elles sont isochrones quand elles sont suffisamment petites (l, 118). Les forces magnétiques qui font osciller l'aiguille sont donc proportionnelles aux carrés des nombres

Fig. 882. — Vs-

d'oscillations accomplies pendant un même temps. En désignant donc par n et »' les nombres d'oscillations faites pendant le même temps, par une même aiguille dans deux pays différents, et par F et F' les forces magnétiques du globe en ces deux points, on aura

Cette manière de procéder exige de nombreuses précautions : d'abord, il faut que l'aiguille conserve exactement son état magnétique pendant toute la durée du voyage. C'est pourquoi on la transporte dans un étui rembourré, pour la préserver de toute espèce de choc, et Ton évite qu'elle subisse des variations brusques de température qui influeraient sur la force coêrcitive (1201). On a soin aussi d'emporter plusieurs aiguilles, qui se contrôlent mutuellement, et qui doivent donner les mêmes rapports entre les intensités, si elles conservent leur état magnétique. Enfin, on revient au point de départ, et l'on y. répète les expériences ; on doit retrouver les mêmes nombres d'oscillations si l'état magnétique des aiguilles n'a pas changé, [/aiguille doit être suspendue bien exactement par son centre de gravité, sans cela sa position d'équilibre ne correspondrait pas à la direction de la force magnétique terrestre. Pour s'assurer que cette condition est bien remplie, on mesure l'inclinaison, puis on aimante l'aiguille en sens inverse, de manière que l'extrémité qui plongeait vers la terre soit celle qui se relève ; si le centre de gravité est mal placé, on trouve alors un angle d'inclinaison différent. Il est évident que ces épreuves doivent se faire avant de commencer la série des expériences, pendant lesquelles on doit bien se garder de rien changer à l'état magnétique de l'aiguille.

««•. go OMlllatUni de l'aiguille de déclinais*». — L'aiguille de déclinaison est horizontale, et n'a pas la direction de la force magnétique du globe. Nous supposerons donc cette force F décomposée en deux autres, l'une verticale, détruite par la suspension de l'aiguille, l'autre f horizontale, parallèle au méridien magnétique, et sous l'influence de laquelle se font les oscillations. En appelant i l'angle d'inclinaison au lieu d'observation, nous aurons f== F cos t, et il suffira de mesurer feti pour connaître F. Les oscillations sont isochrones, comme pour l'aiguille d'inclinaison, quand l'amplitude ne dépasse pas 3 ou A° ; ce qui montre que la composante efficace de f est alors proportionnelle à l'angle que fait l'aiguille avec sa position d'équilibre. C'est, du reste, ce que Coulomb a constaté par l'expérience : il suspendit une aiguille à un fil métallique très fin, et en tordant ce fil il écarta l'aiguille du méridien magnétique. La composante de la force f, qui tendait à l'y ramener, était alors égale à la force de torsion, et par conséquent proportionnelle à l'angle de torsion. Et cet angle s'est toujours trouvé proportionnel à l'angle que faisait l'aiguillo avec le méridien magnétique, quand ce dernier ne dépassait pas 4°. Pour des angles plus grands, l'angle de torsion était proportionnel à leur