DISTRIBUTION DV MAGNETISME

également éloigné. En désignant par m et m' les intensités magnétiques en deux points différents, par N, n, n' les nombres d'oscillations de l'aimant « sous l'influence de l^ terre seule, et sous cette influence réunie à celle d*un des deux points considérés, on aura (1211)

4S4C. iMstrib«ti«B dMM ■■ aiaïaMt linéaire. — Coulomb a représenté les intensités aux diflérents points d'une aiguille linéaire oo' par des perpen* diculaires, dont il a réuni les extrémités par une courbe ; seulement il a doublé les résultats obtenus aux deux extrémités, parce que l'aimant oscillant a est sollicité par des points placés au-dessus et au-dessous de la section de l'aiguille oo' située k la même hauteur, et qu'il manque la moitié de ces points quand on arrive à l'extrémité. Cette manière de procéder est justifiée par l'observation des intensités prés d'un point conséquent : la courbe est symétrique de part et d'autre de la perpendiculaire qui correspond à ce point, et elle présente la même forme générale que celle que l'on construit en doublant l'intensité à l'extrémité libre d'une aiguille aimantée.

La fig. 887 montre la forme de la courbe quand l'aimant a partout la même section et que sn loBgueur est très grande par rapport à cette section. On voit qu'il y a un espace neutre nn\ ï partir duquel la force magnétique va en augmentant de plus en plus rapidement. Li courbe reste la même pour des aimants de même section mais de longueur différente, pour\ni que cette longueur surpasse 25 centimètres ; l'espace neutre «n' varie seul.

Les pôles de l'aimant oo' correspondent au centre de gravité des surfaces Aon. \'o'n\ puisque ce sont les points d'application des résultantes de forces proportionnelles aux ordonnées des courbes An, k'n\ Coulomb en a déterminé la position par le calcul, et il a trouvé que les distances de ces points aux extrémités des aiguilles cylindriques sont entre elles à peu prés comme leurs diamètres. Dans les aiguilles qu'employait Coulomb, la distance était de 40*»". A égal diamètre, cette distance reste la même, quelle que soit la longueur, qnand elle dépasse 25'''"; et, les courbes affectant la même forme, le moment magnétique est proportionnel a la distance des pôles entre eux.

Quand l'aimant est très court, les pôles sont placés à une distance des extré> mités un peu plus grande que ^ de la longueur, et l'excès est d'autant plus petit que l'aimant est plus court ; c'est qu'alors la courbe se rapproche beau-

Fig. 887.

coup d*une ligne droite : le pôle est donc au centre de gravité d*un triangle, c'est-à-dire au tiers de sa hauteur à partir de la base.

M. Biot*, en s*appuyant sur Tanalogie qui existe entre les fils aimantés et les piles électriques, dont nous parlerons en traitant du condensateur électrique, a trouvé pour la courbe, Téqualion logarithmique

dans laquelle les abcisses sont comptées suivant la longueur, à partir de Textrémité nord. A et n sont des constantes, et 2/ la longueur de Taiguille. Quand cette longueur est très grande, la valeur de n est une fraction voisine de \; on peut donc négliger n^'-* devant n*, et Téquation se réduit à y = An^. La distance des pôles aux extrémités est donnée par la formule

dans laquelle les logarithmes sont hyperboliques. Si la longueur est très grande,

n est une fraction, et en négligeant ses puissances, il vient X = — - — .

Les résultats calculés au moyen de ces formules s'accordent d'une manière très satisfaisante avec ceux que donne l'observation.

Expériences avee des fila très fins. — Pour se rapprocher autant que possible de la condition d'une seule file d'éléments magnétiques, M. BecquereP a préparé des fils d'acier ayant moins de ^ de millimètre de diamètre, par le procédé de Wollaston, en les tirant à la filière après les avoir enveloppés d'une couche d'argent. H enlevait ensuite l'argent en le dissolvant dans du mercure bien sec. Un fil d'acier, entouré de sa gaine d'argent, afin qu'il pût rester rectiligne, était aimanté, puis suspendu dans la balance de Coulomb à un fil de platine très fin, le fil d'acier ne possédant qu'un très faible degré de magnétisme; et l'on opérait comme il a été dit plus haut (4215). La distribution du magnétisme s'est trouvée d'accord avec la loi établie par M. Biot. Le fil ayant Vf de millimètre de diamètre, et lâS""*» de longueur; les pôles étaient encore à 8"^,5 des extrémités, malgré la petitesse du diamètre.

Gonribes maipBétiqDes. — Les courbes que dessinent les parcelles de limaille dans le spectre magnétique (1193), peuvent servir à donner une idée de la manière dont est distribué le magnétisme dans les aimants. Lambert était parvenu à trouver une équation de ces courbes. M. Roget- a donné le moyen de les tracer soit par points, soit d*une manière continue ; mais les résultats ainsi obtenus, quoique très intéressants, ne peuvent être comparés, pour la précision, avec ceux que donnent les méthodes de Coulomb.

> Traité éUme^itairt de phynque expérimentale et mathématiqvte, t. III, p. 75. 2 ÂmoUi de chimie et de physique, 2« série, t. XXII , p. H 3.

DISTRIBUTION DU MAGiNÉTISME. 35

IISIT. DIstribatloB dans les alaiMits bob reetllli^es. — Dans ce qui précède, il n*est question que d*airoants prismatiques, dont Taimantation est régulière, et dont la ligne neutre est au milieu. Quand l'aimant a une forme différente, ou quand il est aimanté irrégulièrement, le calcul ne peut plus faire connaître la position des pèles ; et on la cherche alors par Texpérience. On a reconnu ainsi que, dans les aiguilles en forme de losange allongé, les pèles se rapprochent du centre, et d'autant plus que le losange est moins allong^V — Dans des anneaux bien homogènes, les pèles peuvent être aux extrémités d*un même diamètre, ou de deux diamètres différents. Dans des lames larges et épaisses, l'aimantation est presque toujours irréguliére, et il y a souvent des points conséquents.

Les aimants rectilignes à section très petite peuvent aussi être aimantés irrégulièrement, les deux pèles étant de force inégaie ; alors la ligne neutre se trouve plus rapprochée du plus fort, de manière qu'il y ait toujours les mêmes (|uantités des fluides libres dans tes deux moitiés.

Il résulte des expériences de M. Kirpiïer, que l'influence de la terre suffit pour déplacer la ligne neutre : dans notre hémisphère, si l'aimant est placé verticalement le pôle nord en bas, ce pôle devient plus puissant que l'autre, et h ligne neutre s'abaisse. Si l'un met le pôle sud en bas, la ligne neutre revient an milieu, et les pôles reprennent des forces égales.

De Haldat a aimanté des plaques d'acier de 2 à 3 décimètres carrés de sorface et de 1 à 3""' d'épaisseur , en promenant sur la surface l'extrémité un peu arrondie d'un fort aimant'. La limaille dessine ensuite sur ces plaques le chemin qu'a suivi l'aimant, en formant ce qu'il nomme des figures magnélu gwy. Ces Âgures présentent la forme de rubans, dont la largeur dépend de cdlede l'aimant; la limaille s'accumule sur les bords, de manière à en marqser nettenaent les limites, et abandonne l'espace intermédiaire ; on observe oii effet semblable autour des pôles des aimants, quand on forme le spectre nagnétique, comme on peut le voir, fig. 368. Ces figures magnétiques peuvent aussi s'obtenir en interposant entre l'aimant et la plaque d'acier des lames de substances non magnétiques, comme du bois, du carton...; seulement il faut passer plusieurs fois sur les mêmes lignes, parce que l'aimant agit à une certaine distance. On peut aussi combiner ces figures magnétiques avec les figures acoustiques de Chladni , en faisant vibrer la plaque avec un archet, ce qui ne détruit pas son aimantation. Mais si l'on vient à la frapper à coups précipités avec un petit maillet en bois, elle rentre à l'état neutre, les secousses réitérées faisant céder la force coërcitive.

lSf8. Dlstrlbotlon da magnétlame transversalement dans les aimants. — Quand, partant de l'axe de figure d'un aimant prismatique, on s'avance vers l'extérieur, on trouve que l'aimantation est de plus en plus prononcée. D'où l'on conclut que la force magnétique des aimants réside princi-

1 Annales de chimit et de phy tique, 2« série, t. XLII, p. 33.

paiement près de leur surface. Coulomb a fait à ce sujet les expériences suivantes : il prit 16 lames égales d*acier, taillées dans une même feuille de tôle mince, et ayant ^i"*"" de largeur et 162°^°^ de longueur. Il les aimanta à saturation et les superposa, de manière à en former des faisceaux, composés successivement de 2, 3, 4..., 16 lames. 11 essaya ensuite chaque faisceau dans la balance magnétique, en cherchant l'angle de torsion qui pouvait l'écarter de 30"" du méridien magnétique, et il trouva les résultats suivants :

Nombre des lames. . .

AnKies de torsion . . .

iiHo

20îi«

On voit que la force directrice est loin d'être proportionnelle au nombre des lames, ce qui tient à ce qu'elles réagissent les unes sur les autres, et modiCent mutuellement leur état magnétique. En effet, ayant séparé les lames, Coulomb reconnut que leurs forces n'étaient plus égales et allaient en diminuant de l'extérieur à l'intérieur. Les angles de torsion nécessaires pour les éloigner de 30"" du méridien magnétique étaient, pour les 8 qui se trouvaient d'un côté, en commençant par l'extérieur :

Rang des lames . ...

Angles de loi^ion

11 faut remarquer que ces résultats ne représentent pas exactement les forces des différentes lames quand elles sont assemblées ; car,^ une fois séparées et soustraites à leur influence mutuelle, leur état a dû changer. Dans tous les cas, il y a un affaiblissement notable des lames quand elles sont réunies ; car, le moment magnétique d'une seule, prise isolément, ayant été de 82°, celui des 16 lames réunies n'était que de 228°, 8, ce qui fait en moyenne, pour chaque lame, 14°, 3 seulement. Coulomb a aussi trouvé quelquefois les lames du milieu «1 l'état neutre, ou même aimantées en sens inverse des autres. On voit donc qu'un barreau ne peut être considéré comme formé de fils très fins aimantés également, ce qui explique pourquoi les pôles se rapprochent des extrémités à mesure que la section devient plus petite.

Nobili a étudié la même question '. Il forma un paquet de 50 -aiguilles, qu'il aimanta ainsi réunies. Les ayant ensuite séparées, il les trouva fortement aimantées toutes dans le même sens. 11 les réunit de nouveau, en les serrant les unes contre les autres au moyen d'un cordon, les sépara au bout d'une demi-heure, et reconnut que certaines d'entre elles étaient h l'état neutre. Dans une autre expérience, dans laquelle les aiguilles restèrent réunies pendant deux heures, plusieurs d'entre elles eurent leurs pôles renversés. Nobili a

1 Bibliothèque uniccnelle de Genève (Science» et arts), l. LYl, p. 82.

PROCÉDÉS d'aimantation. 37

sQiMàu de\^ ç^e^^^^^JS^îlles réagissent les unes sur les autres : les plus fortes dèlmisaLiiX peu '^ V^^ aimantation des plus faibles.

Dans ce q^^ p^^^Me, il est question de faisceaux d'aiguilles ou de lames ûmanVèes, et BO^ ^ ^îmants d'une seule pièce. Mais Coulomb ayant reconnu qo*fiii faisceau de Urnes pressées les unes contre les autres prend la même force magnétique qu'un barreau unique de mêmes dimensions extérieures, on est porté à penser que, dans les aimants d'une seule pièce, la force magnétique va aussi en diminuant de Texténeur à l'intérieur. Voici des expériences qui viennent à Tappai de cette manière de voir. Nobili trempa et aimanta deux cylindres du même acier et de mêmes dimensions extérieures, dont l'un était massif et l'autre foré dans toute sa longueur, et il trouva que ce dei*nier déviait une aiguille d'épreuve de iQ"", tandis que l'autre ne la déviait que de 9*^,5 quoiqu'il eût un poids, presque double du premier. Peut*être le cylindre creux était-il plus fortement trempé que l'autre et doué d'une plus grande force coërcitive.

De Haldat, ayant fortement aimanté un tube de fer, au moyen d'un courant âectrique, par un procédé que nous indiquerons plus tard, reconnut que la force magnétique était la même quand ce tube était vide, et quand il contenait un cylindre massif prenant bien juste, ou de la limaille de fer fortement tassée. Le même physicien a tenté, mais en vain, de faire passer l'aimantation, du milieu d'un faisceau, où les fils ou lames étaient aimantés, dans les parties eitérieores qui étaient à l'état neutre. Enfin, M. Barlow a reconnu que l'action magnétique exercée sur une aiguille aimantée, par des globes de fer, creux ou massifs, est la même, pourvu que l'épaisseur soit au moins O'""',^ .

S À. — DE r.UMANTATlON ET DE LA FORCE DES AIMANTS.