APPAREIL DE RUHMKORFF

Tonnées de matière pondérable, en montrant qu*elles s'abaissent toutes ensemble au moment où l'on aspire l'air par le robinet inférieur, et qu'elles remontent, an contraire, et semblent s'entasser prés de la boule supérieure, au moment où Ton fait rentrer un peu d'air.

M. Grove n'adopte pas cette explication. 11 montre d'abord que les stratifications dépendent de la manière dont se fait la rupture du circuit inducteur ; si le manche du marteau est appuyé sur un ressort flexible, les couches lumineuses sont plus minces et plus nombreuses que si ce ressort est rigide. C'est que la rupture ne se fait pas aussi brusquement qu'on pourrait le croire; elle est accompagnée de quelques oscillations, pendant lesquelles le courant induit éprouve des intermittences d'intensité très rapides, et c'est à ces intermittences qu'on attribue généralement aujourd'hui les stratifications. Pour rompre le circuit aussi brusquement que possible, M. Grove le ferme avec deux gros fils de cuivre croisés, et fait glisser très rapidement l'un d'eux jusqu'à ce que son extrémité quitte l'autre. Alors, le plus souvent, il n'y a plus de stratifications. A l'appui de l'explication qui précède , nous citerons les expériences de M. Van Der Willingen, qui a obtenu les stratifications dans l'œuf contenant des vapeurs d'essence de bergamote, au moyen de la décharge d'un condensateur, à la condition de la faire passer par une corde mouillée, pour la ralentir, et de manière qu'elle soit en réalité une succession de déchargea partielles, dont chacune donne lieu à une bande lumineuse séparée de la suivante par une bande obscure *. Les observations de M. Despretz, sur les stratifications qui se manifestent avec un courant continu, ne sont pas une objection à cette explication ; car il est bien difficile d'admettre une absence complète d'intermittences dans un courant aussi intense que celui qu'il employait, surtout quand on se rappelle qu'il y a arrachement et transport de particules des charbons entre lesquels jaillit l'arc voltaîque.

1LH*99, Applications de TappAreli de Rnhmkorfr. — Nous avons parlé de Tapplication qu'a faite M. Lenoir, de la bobinedeRuhmkorff àson moteur â gaz (H, 1030). MM. Du Moncel et Liais ont eu l'idée de se servir de l'étincelle da môme appareil pour allumer à distance le gaz d'éclairage, en la faisant jaillir en avant du bec, entre deux fils de platine communiquant avec la machine d'induction, par de longs fils métalliques. Le premier essai a été fait à la mire de nuit de l'Observatoire de Paris. La bobine et le robinet qui réglait la sortie da gaz étaient placés dans une des salles de l'établissement, d'où l'on pouvait allumer la mire et l'éteindre à volonté.

M. Trêve a appliqué le même procédé aux signaux de nuit que l'on fait en mer avec des fanaux, ordinairement au nombre de cinq. Dans la méthode ordinaire, il faut les hisser les uns au-dessus des autres , et chaque fois que l'on veut changer un signal, descendre ceux qui doivent être supprimés et hisser, après les avoir allumés, ceux qui doivent être ajoutés. Ces manœuvres sont longues et

. Ann,, t. XCVII, p. 494; et Ann. de ch, et de ph,, 3^ série, t. L, p. 4Î6.

souvent incerlaines et difBciles quand le vent est fort. M. Trêve laisse les fanaux à poste fixe, et fait communiquer chacun d'eux, par des fils de cuivre, avec la machine de Ruhmkorff, et par un tube en caoutchouc, avec un gazomètre rempli de gaz. On les allume à volonté au moyen de l'étincelle d'induction, et l'on éteinl instantanément les feux qui doivent disparaître, au moyen de robinets adaptés à chaque tube, tout prés du gazomètre.

laflaminatioa des nimes. — Pour enflammer la pondre des fourneaux de mine, on emploie des tubes en toile remplis de poudre, ou saunssant, qui communiquent, à la surface du sol, avec une traînée de poudre. A l'extrémité de cette traînée, est allumé un morceau d'amadou dont la longueur est calculée de manière que la poudre ne s'enflamme qu'après un temps donné. Ce procédé présente plusieurs sortes de dangers, provenant de l'incertitude du moment de l'explosion, et de ce que l'on ignore si la mèche des mines qui n'ont pas réussi est bien entièrement éteinte. En outre, il est souvent important, d'enflammer plusieurs mines au même instant, afin d'obtenir des ébranlements simultanés et, par suite, plus efficaces. Enfin, quand il s'agit de mines monstres, comme celles que MM. Dussaud et Rabattu ont employées à Alger, et plus récemment dans le creusement d'un bassin au port de Cherbourg, où ik oat pu détacher d'un seul coup 50,000 mètres cubes de rocher, il arrive souvent que la poudre ne s'enflamme pas en totalité , et que l'effet est bien au-dessous de celui qu'on était en droit d'attendre de l'énorme quantité de poudre dépensée.

Tous ces inconvénients disparaissent quand on se sert de l'électricité pov mettre le feu aux mines. On a d'abord pensé à faire rougir, au moyen d'un coorant, un fil de platine plongé dans la poudre. C'est à M. Hare qu'est due U première idée de cette méthode, que M. Robertsa rendue pratique. Mais le grand nombre de couples qu'il faut employer, à cause de la grande longoeor que doit avoir le circuit, constitue une difficulté réelle dans les applications. M. Du Moncel a songé le premier à employer l'étincelle de l'appareil de Rubmlcorfl*, laquelle peut être fournie par un seul couple, ou même par le courant continu d'une machine magnéto-électrique. Mais il s'est présenté toot d'abord un obstacle inattendu : la puissance calorifique des étincelles d'indoetion est tellement faible, qu'on peut les faire jaillir à travers la poudre, sans l'enflammer. M. Rubmlcorfl* a levé la difQculté au moyen des fusées de M. Stateham, que ce dernier imagina, en voyant des étincelles passer à travers l'enveloppe de gutta-percha, par une fissure qui s'était formée dans un des fils du câble sous-marin du télégraphe de Calais à Douvres. Pour confectionner ce^ fusées, on prend deux fragments de fil de cuivre /", f (fig. 1323), recouverts de gutta-percha; on les entortille et on les recourbe de manière à rapprocher leurs extrémités dépouillées de l'enveloppe isolante , comme on le voit en o. On fait ensuite entrer ces extrémités dans un bout de tube en gutta-percha vulcanisée, c'est-à-dire soufrée, que l'on a enlevé d'un fil de cuivre qu'il recouvrait depuis longtemps, et dans lequel on a pratiqué une échancrure qui permet de voiries extrémités o des fils f, f. On garnit ces extré-

MÂGNKTISaiE PAR MOUVEMENT. 739

mités de fulminate de mercure, on remplit Féchancrure de poudre et on renfonce dans une cartouche remplie de poudre. Le tube en gutta-percha est garni en dedans d'une couche de sulfure de cuivre qui s*est formée aux dépens du fil qu*il recouvrait, et c*est ce sulfure qui, en s*enflammant par Tétincelle d*ioduction, détermine Texplosion delà poudre. Il faut toujours essayer d*avance la fusée, car s*il n*y avait pas assez de sulfure de cuivre, Tinflammation pourrait ne pas avoir lieu, et s*il y en avait trop, le courant induit, trouvant dans cette substance un bon conducteur, passerait sans étincelles. Dans des expériences faites à la Yillette par M. Ruhmkorff et M. le colonel Verdu, OD put enflammer la poudre à une distance de 26,000 métrés, soit avec un circuit formé de deux fils, soit en remplaçant un des fils par la terre qui, comme nous le verrons, peut servir à fermer le circuit.

On peut faire partir plusieurs mines en même temps ; mais l'aCTaiblissement des courants induits , par les solutions de continuité, empêche de pouvoir opérer sur plus de 4 ou 5 à la fois. Le capitaine Savare a alors imaginé de faire communiquer chaque mine avec un circuit principal , au moyen de fils de dérivation. Les extrémités odu fil de la fusée sont faites en alliage fusible. L'étincelle jaillit d'abord là où il y a le pig. 4323. moins de résistance; l'explosion a lieu, l'alliage fusible fond, et les courants induits sont forcés de passer par une autre mine , et ainsi de suite jusqu'à ce que toutes aient éclaté dans un temps très court. — M. Ou Honcel emploie une disposition plus sûre : chaque fourneau de mine communique, d'une part avec un fil commun adapté à l'appareil de Ruhmkorff, et d'autre part avec un distributeur formé d'une roue épaisse en gutta-percha, sollicitée à tourner par un ressort de pendule. Le contour de cette roue porte des plaques métalliques en relation avec des anneaux placés sur les faces, et sur lesquels s'appuient des languettes avec lesquelles on fait communiquer les différents fourneaux. Un ressort s'appuie sur le contour de la roue et communique avec l'appareil d'induction. Quand la roue tourne, le courant induit est lancé dans le circuit qui aboutit à la plaque que touche la lame de cuivre. Il suffit donc de retirer un cliquet qui retient la roue, pour qu'elle tourne vivement, et que les explosions se fassent successivement dans toutes les mines, avec une rapidité telle qu'on peut les regarder comme simultanées.

▼. MAgnétlm* par BOQYOBnt.

f 780. Rotation d*an alnant par ub disque toamaiit. — AragO a

découvert, en 4824 S que les corps conducteurs en mouvement tendent à

1 Ann. de ch. et de phys., 3» série, t. XIVII, p. 363 ; XXYm, 325; XXXII, 843.

ELECTRO - M AGNEnSME.

entraîner les aimants placés à une petite distance de leur surface. Ce phénomène, resté d'abord sans explication, a été rattaché depuis à l'induction magnétoélectrique; voici comment il a été découvert. Arago ayant fait osciller une aiguille aimantée dans une boite en cuivre , remarqua que l'amplitude décroissait avec une grande rapidité, et que l'aiguille s'arrêtait après 3 ou 4o<cillatioos, quand elle était très près du fond de la boite, comme si elle eût été plongée dans de l'eau. Ayant ensuite placé la même aiguille très près de la surface de différentes plaques, il reconnut que le décroissement de l'amplitude dépendait de la nature de ces plaques, qu'il était beaucoup plus prononcé avec les roétioi qu'avec toute autre substance, et d'autant plus faible que la distance était plus grande. Tous ces résultats ont été confirmés dans b In même année par M. Seebek. Nous avons signalé l'appli-

JHL cation qui a été faite de cette propriété, pour amortir b

' \ oscillations des aiguilles des réomètres ( 4608 ).

Puisque le voisinage d'une plaque métallique ralentit les oscillations d*un aimant, il était naturel de penser que, si la plaque était en mouvement , elle pourrait entraîner l'aimant. C'est ce qu'Arago s est empressé de vérifier. La fig. 1324 représente l'appareil qu'il a fait construire pour ces nouvelles expériences, an est un aimant suspendu par un fil sans torsion /", tout près d'un disque de métal, dont le centre se trouve sur le prolongement du fil. Ce disque reçoit d'une horioge H, toute en cuivre, un mouvement df rotation autour d'un axe vertical passant par son centre. Une feuille de papier ou de parchemin tendue au-dessns. empêche l'agitation de l'air de se faire sentir sor l'aimant. Quand le disque tourne, l'aiguille est entraînée dans le sens do mouvement, puis s'arrête, en faisant avec le méridien magnétique un aogi^ qui dépend de la substance du disque et de son épaisseur. Cet angle augmente avec la vitesse de rotation, et semble, entre certaines limites, loiéfcpf proportionnel. D'après M. Harris et M. Abria,le sinus de la déviation est proportionnel à la vitesse de rotation, du moins jusqu'à celle de 42 tours |»r seconde, qui n'a pas été dépassée dans leurs expériences. L'action iimmt avec la distance, et plus rapidement que le carré. Quand la vitesse est assfi j,Tande pour que l'aimant éprouve une déviation un peu supérieure à 90», i' se met à tourner d'une manière continue dans le sens du disque. Enfin, ^i l'on pratique des fentes dans ce dernier, suivant les rayons , comme on le voit ( fig. 4325), l'effet est nul , ou du moins considérablement affaibli.

Ces phénomènes ont reçu le nom de magnétisme de rotation ou i^" magnétisme par mouvement. Pour les mettre en évidence, on emploie divers

Fig. 43!5.

Fig. 4 324.

MAGNÉTISME PAR MOLVEMENT. 741

pareils, dans lesquels un arbre vertical reçoil un mouvement de rotation d*un grenage ou d*une corde sans fin. On fixe à cet arbre le disque, qu'on recouvre ine feuille de parchemin tendue sur un cadre. L*aimant est équilibré sur 6 pointe courte, dont le pied, large et mince, s'appuie sur la membrane idue. Ampère et Colladon ont reproduit tous les phénomènes, en employant ; solénoîde au lieu d'aimant. Prévost et Colladon ont reconnu qu'il n'y a cune action quand l'aiguille est suspendue dans un tube vertical en cuivre , imant autour de son axe. Ils ont obtenu, au contraire, des résultats intenses, ee un disque au-dessus duquel était suspendu un levier portant à ses extrémités ux aimants verticaux dont les pôles inférieurs étaient de nom contraire. Quand i pôles étaient de même nom, il n'y avait plus d'action. Gay-Lussac a trouvé *une aiguille de fer doux reste indifférente à l'influence d'un disque tournant ; et Haldat, qu'il se produit un effet sensible, avec une aiguille aimantée aussi fai- ^ment que possible, et que l'intensité d'action croit avec le degré d'aimantation. 4784. ComposMites de Im forée qui affit sar l'aloMuit. — AragO a couvert que, indépendamment de la composante qui entraîne l'aimant et i est parallèle au disque et perpendiculaire à son rayon, »iste deux autres composantes, l'une perpendiculaire disque , l'autre parallèle ;0Dnait en suspendant l'i ine balance en équilibre,

imant est repoussé, quel que soit celui des deux pôles i se trouve en bas , et avec une force d'autant plus mde, que la distance est plus petite et la vitesse du pig. 43<|6,

que plus grande. Cette force se mesure par le poids il faut ajouter du côté *de l'aimant pour maintenir l'équilibre ; elle ne se nifeste plus quand Taimant est exactement au-dessus du centre. — Pour istater la composante parallèle au rayon, on approche du disque une aiguille ticale mobile dans un plan vertical qui passe par le centre. Quel que soit pôle inférieur, il est repoussé tant que l'aiguille reste en dehors du disque, Dme en a (fig, 1326 ). La répulsion diminue à mesure qu'on avance vers centre, devient nulle et l'aiguille, 6, se tient verticalement; puis la force iDge de sens , comme on le voit en c , augmente d'abord d'intensité, pour ninuer ensuite et redevenir nulle, en o, au-dessus du centre. 1V8S. ClreoBStanees qol imHaest sur l'IateBsIté de l'aetiom. — peine les expériences d'Arago étaient-elles connues, que divers physiciens mpressèrent de les répéter et de chercher les circonstances qui peuvent difier l'action du disque tournant sur l'aimant. MM. J. Herschell et Babbage l publié un grand travail sur ce sujet ^ Ils ont répété l'expérience d'Arago la renversant; un aimant en fera cheval disposé comme celui de la ehine de Pixii (1727) tournait au-dessous d'un disque suspendu par un

' Bibliothèque wiiwnelle de Genève (Sciences et arU), t. XXIX (4 825), p. 254.

[nposantes, l'une perpendiculaire i

He à son rayon. La première se J V

l'aimant verticalement au bassin h ic\

e, au-dessu^du disque tournant ; f\ \

faisceau de fils sans torsion ; ce disque se mit à tourner dans le même sens que l'aimant.

M. Matteucci fait l'expérience de la manière suivante: II suspend delà même manière qu'un fléau de balance, un disque de cuivre entre les p6les contraires d'un électro-aimant. Ce disque, qui fait un grand nombre d'oscillations avant de s'arrêter quand l'électro-aimant ne reçoit pas de courant, s'arrête après deux ou trois oscillations, quand le courant circule. Un disque de fer oscille, au contraire, beaucoup plus rapidement dans le dernier cas.

M. Harris a reconnu que des plaques de métaux non magnétiques, interposées entre l'aimant etle disque tournant, peuvent détruire l'action de ce dernier, quand elles ont une épaisseur considérable, par exemple de 8 à 12 centimètres C'est, sans doute, pour n'avoir pas employé les plaques sous une épaisseur suffisante, que divers physiciens ont trouvé que leur interposition n'avait pas d'influence.

MM. Herschell et Babbage ont comparé les actions exercées à la même distance sur un même aimant, par des disques égaux de différentes substances, tournant avec la même vitesse. En prenant pour unité l'action exercée parle cuivre, ils ont trouvé les résultats suivants : zinc 0,90; ^totn 0,47 ; pIôfR&0,25; antimoine 0,11 ; bismuth 0,01. L'argent parait se rapprocher du cuivre; l'or a donné de faibles résultats, mais il paraît que son épaisseur était plus petite que celle des autres disques. Le charbon de cornue a produit une action marquée; mais les substances peu ou pas conductrices, comme le verre, la résine, le bois n'en ont produit aucune. On voit que les métaux de la liste ci-dessos sont placés par ordre de conductibilité (1635). Les substances qui condoiseot le mieux sont donc celles qui agissent le plus ; M. Christie est même parti de là pour comparer les conductibilités des différents métaux. Cependant les métaux magnétiques forment une exception facile à concevoir; de Haldat a reconna que le fer doux agit avec plus d'énergie que toute autre substance, tandis que l'acier ne produit aucun effet.

MM. Herschell et Babbage ont aussi vérifié l'influence des fentes suivant les rayons du disque. Ils ont constaté, en outre, que si l'on soude les fentes arer différents métaux, l'action se reproduit, avec une intensité qui dépend de la nature de la soudure, par exemple, un disque de cuivre , dont l'action est représentée par 1, ayant été fendu, son action ne fut plus que 0,20; les fentes ayant été soudées avec de l'étain, l'action devint égale à 0,91 . Un disque de bronze n'avait plus, après avoir été fendu, qu'une force égale à 0,24 de celle qu'il possédait d'abord. Les fentes ayant été soudées avec du bismuth, cette force devint égale à 0,53, et en employant l'étain pour soudure, à 0,38. Si les fentes étaient remplies avec les mêmes métaux en limaille ou en fils fins, l'actioo était à peine augmentée.

On doit à MM. Barlow et Marsh des expériences curieuses surTaction qu'exerce un boulet de fer tournant, sur une aiguille de fer aimantée soustraite

h Faction de la terre ^ L'aiguille était placée tantôt tangentiellement à la sphère, Uiotôt normalement à l'axe de rotation, que Ton plaçait dans différentes direcâoDs. Le pôle nord de Taiguille était attiré ou repoussé, suivant qu'elle étaî* placée au nord ou au sud du globe tournant, ce qui prouve que le magnétisme terrestre agissait sur le fer du boulet. Un fait remarquable, c'est que l'aiguille, qui est influencée de la môme manière par une sphère massive ou creuse en repos, éprouve une action beaucoup plus vive de la part d'une sphère massive lae d'une sphère creuse, quand il y a mouvement. Par exemple, la déviation de l'aiguille étant de i5°5' avec une sphère creuse faisant 640 tours par minute, cette déviation devint de 28''24' avec un boulet massif de même diamètre, toutes les autres conditions de l'expérience restant les mêmes.

4783. L.ois da naffsétisme de rotatloa. — Ces lois sont relatives k la manière dont varie, avec la vitesse de rotation du disque, son épaisseur et sa distance à l'aimant, l'action exercée sur ce dernier. Les physiciens ne se sont guère occupés que de la composante tangentielle. Pour en évaluer l'intensité, ils ont employé tantôt les oscillations de l'aimant sur le disque en repos , tantôt la déviation de l'aimant produite pendant la rotation. Dans ce dernier cas, la composante est proportionnelle au sinus de l'angle de déviation, puisqu'elle fait équilibre à l'action terrestre, qui est elle-même proportionnelle à ce sinus.

Par cette dernière méthode, M. Barris a trouvé que la force tangentielle est proportionnelle à la vitesse de rotation du disque. Ce disque faisait successivement 178, 357 et 714 tours par minutes, et les simis des déviations étaient entre eux comme les nombres 1 , 2 et 4. M. Matteucci a vérifié cette loi , en mesurant la force par l'angle de torsion d'un fil métallique servant à suspendre le disque de cuivre au-dessus d'un électro-aimant tournant.

M. Abria '^ a constaté la loi qui nous occupe, en en vérifiant par l'expérience les conséquences mathématiques. Dans le cas d'une aiguille oscillant sur un disque fixe, il résulte des calculs de Poisson que, pour les petites oscillations , et si l'on suppose les résistances émanant du disque, proportionnelles aux vitesses , les amplitudes successives forment une progression géométrique décroissante dont la raison est

[ 1 ] p = e «7* , dan§ laquelle on a 7 = |/ i ^

g est la pesanteur, a la demi-longueur de l'aimant oscillant , k une constante, et e la base des logarithmes népériens.

Pour vérifier cette conséquence de la loi, M. Abria pose transversalement sur l'aimant oscillant, une aiguille en ivoire portant à ses extrémités des arcs divisés. L'aimant étant en repos, il vise, avec une lunette fixe, une division,

1 Bihliolhèqw univenelk de Genève (Sciences et arts), t. XXIX (4895), p. 257. 3 Annales de chimie et de phy tique , 3« série, t. XLIV, p. 472.

744 ÉLBGTR0-IIAGNÉTI8ME. V

la 10*, par exemple ; puis, faisant osciller Taimant, il observe quelles diviûoDS n^n\ n",., paraissent coïncider avec le fil du réticule, i la fin de la 2« , de la 4«, de la 6«... oscillation. Il est évident que les amplitudes sont h-IO, n'-iO, n'-iO... et Texpérience montre qu'elles forment une progression géométrique. H. Abria a aussi procédé par la méthode des déviations. Le calcul montre que, si la loi est vraie, on a pour le sinus de Tangle de déviation On, qnawl la plaque fait n tours par seconde ,

sin On = — jj-j^- nTy log p = —2,932 11X7 log p,

en représentantpar T la durée d*une oscillation faite par Taimant sous Tinflaence de la terre. L'expérience a donné des résultats sufiisarament d'accord avec ceux que donne le calcul.

M. Abria a reconnu, en faisant osciller au-dessus du disque, un aimant dont il augmentait graduellement l'intensité, que la force tangentielle croit à peu prés proportionnellement à la force magnétique, et que cette loi est indépendante de la distance.

Les lois relatives à la distance et à l'épaisseur sont mal connues. M. Matteacci a reconnu que la force tangentielle augmente avec Yépaissetir du disque , mais moins rapidement ; ce qui tient à ce que les différentes couches sont à des distances différentes de l'aimant.

La loi relative aux distances a été étudiée par MM. Christie, Prévost, Colladon et Harris. Ce dernier trouve que la composante tangentielle varie en raison inverse du carré de la distance ; mais les résultats doivent dépendre de l'épaisseur, les différentes couches placées à des distances différentes étant inégalement influencées par l'aimant.

1784. Explication du mmirnétlBine de rotation. — Le magnétisme lie rotation n'a pu recevoir d'explication satisfaisante qu'après la découverte de l'induction magnéto-électrique. Plusieursphysiciens,entr'autresMM. J . Herschell et Babbage, l'avaient attribué à un développement de magnétisme proprement dit dans le disque, sous l'influence des pôles de l'aimant. Ce magnétisme , contraire à celui du pôle qui le produisait, persistait pendant quelques instants, dans les parties du disque qui s'éloignaient de l'aimant, et entraînait ce dernier. Mais l'absence de toute trace de polarité magnétique dans le disque en repos, n'a pas permis d'admettre cette explication. Cependant, Poisson ayant soumis cette hypothèse au calcul, en partant de certaines suppositions, est parvenu à retrouver les trois composantes d'Arago. Ces savants calculs sont de?eno$ inutiles , depuis que la découverte des courants d'induction est venue donner la clé de ce curieux phénomène.

Courants dans le disque tournant près d*nB alnwst. — Aussitôt après la découverte des courants induits, M. Faraday eut l'idée de rapporter le magnétisme de rotation à des courants développés dans le disque tournant, par

les pôles de raimant voisin. Dans son premier Mémoire sur rinduction > , on Irouve un grand nombre d'expériences dans lesquelles il a dérivé une partie de ces courants, à travers un réométre. Considérons une plaque métallique rectangulaire hR(fig. 1327), que Ton fait marcher dans le sens de la flécher, ttur^essous du pôle d'un aimant N, dans lequel le sens des courants d'Ampère est indiqué par les flèches. Les bords de la plaque glissent sur les extrénîtés fixes , ry du fll d'un réométre , appuyées en deux points de la droite rr' qui rencontre l'axe de l'aimant. Pendant le mouvement de la plaque, le réométre indique un courant allant de r' en r dans la plaque. Si le fil r est attaché i la plaque en f, le courant va à travers celle-ci, de r' en f; et si ce fil est en /*, il va der' en f , — Le sens du courant change quand la plaque revient sur ses pas. Ce sens change aussi quand le pôle est placé aur-desms de la plaque, ou quand on le remplace par le pôle contraire. — Il résulte de laque, si la plaque glisse entre deux pôles magnétiques opposés , les actions de ces deux pôles s'ajoutent. — Quand les communications avec le réométre sont en r et r\ le courant allant dans le sens r'r , si l'on enlève les fils r, r', ce courant pourra se Fig. 4327. décharger à travers la plaque, en formant des circuits

m et n. Comme les courants induits demandent un certain temps pour se développer, la ligne suivant laquelle marche le courant rV ne passe pas par l'axe de l'aimant, mais elle est un peu en avant , en ab. II résulte de là que la partie antérieure de l'aimant sera plus vivement attirée par ab que la partie postérieure n'est repoussée, et l'aimant tendra à marcher dans le sens de la plaque.

Pour montrer l'existence des courants induits dans un disque tournant en présence d'un aimant, M. Faraday a employé l'appareil (/î^f. 1328), qui constitue la première machine magnéto-électrique qui ait été imaginée. A est un fort aimant ou électro-aimant, entre les pôles très rapprochés duquel tourne un disque de cuivre. L'axe de ce disque communique, parle ressort r, avec une des extrémités du fil d'un réométre, et le contour, avec l'antre extrémité du môme fil, par l'intermédiaire du ressort r. Les bords du disque sont amalgamés , pour rendre le contact plus intime. Pendant la rotation , l'aiguille est déviée, et le sens de la déviation reste le même , quel que soit le point de contact du ressort r' ; mais l'intensité du courant dérivé dans le réométre varie avec la position de ce point ; elle est d'autant

Fig. 4 328.

t Amaks de chimie et de physiqve, f série, t. L, p. 4t.

plus grande qu*il est plus rapproché des pôles de l'aimant. Quand on change le sens de la rotation, le courant est renversé. On peut aussi faire communiquer les deux bouts du fil du réométre avec le contour du disque. Alors le sens du courant dépend du bout qui est le plus rapprodié des pôles de Taimant. Si les deux bouts sont placés à la même distance de part et d'autre de ces pôles, Taiguille n*est pas déviée.

Une fois admise Texistence des courants induits dans le disque, il est facile de concevoir qu1ls puissent déplacer Taimant, s'il est mobile. On voit aussi pourquoi l'action est d'autant plus prononcée que le disque est meilleur condoc teur, les courants d'induction se développant alors plus fadlement (1740). Les fentes très rapprochées annulent tout effet, parce qu'elles interrompent b circuits dans lesquels les courants induits tendent à se développer. Ces cooraste ne peuvent se former sur les substances isolantes; cependant Arago a tronvé que les oscillations d'une aiguille aimantée étaient un peu ralenties par le voisinage de plaques de verre ou de gomme laque. Ce fait d'abord contesté, puis confirmé, se rattache à des phénomènes de diamagnétisme dont nous parlerons plus loio. Mais pour déterminer l'action exercée sur l'aimant, et les trois composantes découvertes par Arago, ii faut analyser les courants qui circulent dans le disque , trouver le sens dans lequel ils marchent et la forme des courbes qu'ils parcourent , courbes qoi sont fixes dans l'espace pendant que le disque tourne et se dérobe, pour ainsi dire, sous elle.

178S DIstribatloB des courants & la nrface dn disqae toarnant. — MM. Noblli et Fig. 4 329. Antinori ' ont fait de nombreuses expériences sur

ce sujet, ils exploraient la surface du disque ao moyen de cônes en cuivre, ou sondes, fixés aux extrémités du fil du réométre, et qu'ils appuyaient en deux points du disque, en ayant soin de ne pas presser trop fort , de peur de développer des courants thermo-électriques. Voici les résultats auxquels ils sont arrivés. Soit DD' (fig. 1329) le disque , toumanl dans le sens de la flèche r , N le pôle nord d'un barreau aimanté placé perpendiculairement au disque. Les sondes appliquées successivement en a, h; a\ b\ indiquent entre ces points des courants directs par rapport à ceux de l'aimant , dus à ce que la partie ah' du disque s'éloigne de l'aimant. En ctf et c'd' on trouve, au contraire, des courants inverses provenant de ce que la partie crf' s'approche de l'aimant. Les courants ab , a'b' attirent l'aimant, les courants cd, c'd' le repoussent. Si donc il est mobile, il sera entraîné daos le sens du mouvement du disque. — Remarquons que les parties du courant cd , c'd' qui repoussent Taimant , tendent à l'éloigner du disque, tandis

> XnndUi dt chimie et de physique, 3« série, t. XLVIII, p. 426, et t. L, p. 280.

\ae les courants ab, aV tendent à Ten rapprocher ; mais à cause du sens fa mouvement, les premiers sont plus rapprochés de l'aimant et envahissent s disque jusques sous son pôle ; leur action l'emporte donc sur celle des ntres, qui agissent de plus loin et plus obliquement. De là l'explication de I répulsion normale au disque , constatée par Arago. — Quant à la compoante parallèle au rayon, remarquons que l'aimant est repoussé vers le centre ar les courants qui régnent en cd, et en sens contraire par ceux qui régnent n e'd'. Les forces qui agissent ainsi proviennent des points du disque renfermés ans une circonférence nn^ dont le rayon dépend des distances, et des intenîles des courants développés par l'aimant. Des actions opposées sont produites ar les courants ab , a'b\ mais nous venons de voir qu'elles sont plus libles. Or, si l'aimant est assez rapproché du bord du disque pour qu'une partie e la circonférence nn soit en dehors, on voit que les courants tels que c'd' emporteront, et le pôle N sera repoussé vers l'extérieur ; si l'aimant se ipproche du centre, cette répulsion diminuera, deviendra nulle , puis quand i cercle nn sera tout entier sur le disque, les courants tels que cd l'emporaront, les parties du disque voisines du centre n'éprouvant qu'une faible indueion, à cause de leur faible vitesse. Mais une fois que le cercle nn aura dépassé i centre, les mouvements du disque étant en sens contraire de part et d'autre e ce point, les effets produits par les parties de cercle nn qui ne sont pas du léme côté du centre se contrarieront, l'aimant se rapprochera de la position erticale, et s'y arrêtera complètement quand il sera au-dessus du centre. Dans ette position, l'expérience montre qu'il ne se produit plus de courants induits, omme on pouvait le prévoir.

Les effets intenses que produisent les disques en fer doux sont dûs au nagnétisme contraire développé par les pôles de l'aimant ; ce magnétisme periste après que le point influencé a un peu dépassé l'aimant, et agit sur ce derlier par attraction. Quant à la nullité d'effets d'un disque d'acier, il est diflScile le s'en rendre bien compte; on soupçonne cependant qu'elle est due à la persisance des états magnétiques excités sous les pôles de l'aimant.

Dlstrlbatlon a^énérale des eoarants sar le disqae. — Nobili et kntinori n'avaient exploré que certaines parties des courbes parcourues sur e disque par les courants; ils ont cependant, dans le cas de deux pôles d'ailiant placés symétriquement par rapport au centre, construit deux courbes lent l'ensemble forme une espèce de 8, et que parcouraient les courants déveoppés pendant le mouvement de rotation. Mais c'est à M. Mateucci qu'est dû e travail le plus complet sur ce sujet. ' Pour rendre les courants plus intenses, 1 les excitait au moyen d'un électro-aimant puissant dont le fer doux seul pesait 100 kilog., et dont l'hélice recevait le courant de 20 couples de Grove. Les branches de cet électro-aimant étaient horizontales et placées symétrique-

1 Afin, de ch. et de ph., 3« sér., t. XXXll , et ILIl ; et Cùwn iwr VinéudiUm. Paris ;i864), page 97.

ELECTRO-MAGNETISME.

Fig. 1330.

ment par rapport au centre d*un disque vertical en cuivre de O",80 de diamètre* appliqué sur un autre disque en bois , centré sur un arbre mu par une roue et unecorde sans fin. La fig. 1330 représente un autre appareil employé par le même physicien; le disque d reçoit son mouvement, d*une roue à manivelle • et d'une corde sans fin. e, e sont les branches de Télectro-aimaot, poonnt s'écarter plus o u moins , et r, r des iondes en cuivre, pressées modérémeit

sur le disque, par des ressorts à jja boudin logés dans les tubes qui

les portent . Ces sondes sob soutenues et articulées de manière à pouvoir être appuyées sur les points du disque que Ton veut explorer ; elles communiquent avec le réomètre R, et sont arrêtées dans une position fiif par les vis v, v, n, u .

La fig. 1331 représente les résultats obtenus dans ces expériences, N et S sont les pôles nord et sud de Télectro-nimant. Les courants parcourent, dans le sens des flèches, les courbes tracées en points. On voit qu'il y a quatre systèmes de circuits fermés, disposés deux à deux symétriquement par rapport à la ligne des pôles, à laquelle

ils sont tangents. Les courbes 1, ^, 3, 4 et 5 sont des lignes neutres ou de mi courant ; elles sont normales à la ligne des pôles et au contour du disque. Les courants ont leur maximum d'intensité dans les points où ils coupent normalement ces lignes. La ligne neutre ÂB établit la séparation entre des états électriques opposés. U en est de même de la circonférence n», qui passe par les projections des pôles des électro-aimants, et qui est aussi une ligne neutre. Quand oo îaà tourner le disque avec une vitesse suffisante, la ligne neutre AB se déplace proportionnellement à la vitesse , dans le sens du mouvement, et vient enÂ'B'; il en est de même de tout le système des autres lignes neutres et des courbes qoe parcourt l'électricité. En môme temps, la circonférence neutre nn se resserre. Cette inlluence de la vitesse prouve qu'il faut, pour le développement de l'iflduction, un temps comparable à la durée d'un tour du disque.

M. Matteucci, ayant formé avec des fils de cuivre garnis de soie et fixés sur

Fig. 4 334.

un plateao de cire, des circuits semblables à ceux qui sont figurés sur le disque tournant, et les ayant fait parcourir par des courants voltaîques, a pu reproduire, sur une aiguille aimantée, tous les effets des trois composantes trouvées parArago (1781).

4186. InAnetioB par moaTenenC, dans des niAMies métalllqaes de WmrwÊà» qveieoB^ae. — Si Ton suspend entre les pôles d'un puissant électroaimant, par un cordon fortement tordu, un cube en cuivre, en argent...., ce cube' se met à tourner avec une vitesse croissante. Si alors on lance dans l'électro-aimant, le courant de 35 à 30 couples, on voit le cube tournant s'arrêter subitement, pour recommencer à tourner sous l'influence de la force de torsion dés qu'on supprime le courant. La fig. 1332 représente un appareil constniil par M. Ruhmkorff, avec lequel on fait facilement cette expérience.

Fig. 4332.

Fig. 4 333.

B,B' sont deux bobines enveloppant deux gros cylindres en fer doux, de manière que les pôles a et 6 soient de nom contraire. Les cylindres sont réunis par des barreaux coudés de même métal mn, pr^ pouvant être fixés sur une barre de fer F, et à différentes distances l'un de l'autre, au moyen de vis v, v\ de manière à constituer un seul électro-aimant. Avant de circuler dans les bobines, le courant passe par un commutateur c. Une régie graduée II' porte un curseur qui soutient une tige t, à laquelle est suspendu le cube tournant.

Le phénomène qui nous occupe a été découvert par M. Faraday ; il s'explique par les courants d'induction qui se développent dans le cube en mouvement, à l'instant où le courant est lancé dans l'électro- aimant, et sur lesquels ce dernier agit avec asspz d'énergie pour détruire subitement la vitesse. Quand ensuite le cube , sollicité par la torsion du fil, tend à se mouvoir, le moindre déplacement qu'il éprouve suffît pour y développer des courants induits , à cause de l'énorme force magnétique qui s'exerce sur lui, et il est sans cesse ramené au repos. — Cette explication est confirmée par l'expérience suivante de M. E. Becquerel : ayant remplacé le cube par un anneau de cuivre A (fig. 4333), ouvert en 0 et suspendu verticalement, il vit le mouvement continuer après que le courant eut été lancé dansTélectro-aimant; c'est que les courants

750 ÊLECTRO-MAGNBTISME.

d'indactioa ne pouvaient se développer dans l*anneau brisé. Cet anneau ayant été fermé au moyen d*un fil métallique, la vitesse put être subitement anéantie, comme dans le cube de cuivre. On remarque, en outre» que les métaux les meilleurs conducteurs sont ceux qui produisent le phénomène de la manière la plus nette* — M. Lamy a remarqué que , si Ton fait mouvoir le commotateor de manière à renverser fréquemment le courant, ou seulement à Tinterrompre et à le rétablir , la masse , quelle que soit sa forme , tourne de plus en plus rapidement, pourvu qu'elle ne soit pas dans le plan vertical qui contient la ligie des pôles.

Masses composées ée Unies. — M. Matteucci a fait un grand nombre d'expériences qui montrent bien aussi qu'il est nécessaire qu'il puisse se déielopper des courants d'induction dans la masse mobile, pour que rélectro-aimaat agisse sur elle ^ Cette masse était suspendue entre les pèles d'un électro-aimaot en fer à cheval, recevant d'un système d'horlogerie un mouvement de rolatioi autour d'un axe vertical passant entre ses deux branches. La masse se mettait à tourner dans le sens de l'électro-aimant, sous I influence d'une force qui était mesurée, soit par la torsion d'un fil d'argent servant à la suspendre, soit par le nombre de tours faits pendant un temps donné, avec une vitesse constante, par ce corps suspendu alors par un fil de cocon. M. Matteucci a reconnu ainsi qu'un cube formé de lames de cuivre très minces séparées par des couches de vernis, ne prend pas de mouvement, quand il est suspendu de manière que les laoes soient horizontales ; tandis que le même cube tourne vivement, quand ces lames sont verticales. C'est que, dans le second cas, chaque lame peut être parcooroe par des courants induits dans un plan normal à la ligne des pôles ; ce qui ne peut avoir lieu dans le premier.

M. Matteucci ayant formé, avec du bismuth cristallisé, de petits cubes égaux dont deux faces étaient parallèles au plan de clivage le plus brillant , plan qui est perpendiculaire à l'axe principal de cristallisation , reconnut que l'action de l'électro-aimant est plus vive quand ces faces sont verticales, qne lorsqu'elles sont horizontales. Un cube en bismuth, dont la cristallisation est confuse et la cassure granulée, est toujours sollicité plus vivement par l'électroaimant , que le bismuth cristallisé. Les couches de bismuth se comportent donc comme les lames de cuivre de l'expérience précédente ; cependant, elles ne sont pas séparées par des substances isolantes ; mais il suffit que la conductibilité soit moindre perpendiculairement aux plans de clivage, que dans le sens de ces plans, pour qu'on puisse rapprocher les deux phénomènes. Or, c'est ce que M. Matteucci a vérifié directement : il laissa refroidir lentement dans une large assiette , une couche de bismuth de 20 à 25"" d'épaisseur, dans laquelle il tailla deux tiges de même longueur et de même section, l'une parallèle, l'autre perpendiculaire aux plans du clivage principal ; et il trouva, par la méthode du réomètre différentiel , que les tiges perpendiculaires âoi

1 Annales de chimie et de physique, 3* série, t. XXXIX, p. 4 34, et XLIII, p. 467.

phDS de clivage conduisent moins bien que les autres. M. Matteucci a confirmé et résultat, en montrant que les tiges perpendiculaires aux clivages , s'échauffent plus que les autres, par le passage d'un même courant voltaïque.

ÛHSH. RéaeCioii ée» eoarants inAalts, sar i^ainiaiit qnl les développe.

— En même temps que les aimants produisent dans les corps conducteurs, des courants induits, ceux-ci réagissent sur les aimants, et modifient leur état magnétique. MM. Breguet, Weber, Faraday, Matteucci, Verdet, ont étudié ce genre dephénoméne. M. Verdet se servait de Tappareil de Page (fig. 1730 ), dans lequel un barreau de fer tourne devant les pôles d'un aimant enveloppé par l'hélice induite; seulement, il remplace le barreau de fer par des lames des différentes substances à essayer, et il ajoute à l'appareil, un commutateur qui ne laisse circuler le courant induit que pendant y^ du temps d'une révolution de la lame, et à partir d'une position donnée de cette lame. L'existence de courants induits dans Tholice montrent que les courants qui sont induits dans le barreau par l'aimant , réagissent sur le magnétisme de ce dernier. La réaction n'a plus lieu quand on remplace la lame par un faisceau de fils métalliques , ou par un barreau formé de limaille agglutinée par un mastic.

D'après les lois de l'induction, les courants observés devraient être distribués symétriquement, pendant la période où la plaque s'éloigne de la ligne des pôles de l'aimant, et pendant celle où elle s'en rapproche ; or, l'expérience indique entre ces deux périodes une dissymétrie d'aulant plus marquée, que la vitesse de rotation est plus grande. Ce phénomène est dû au temps nécessaire pour que l'induction s'accomplisse dans la lame tournante. Des expériences faites en remplaçant l'aimant de l'appareil par un puissant solénoîde, ont manifesté la même dissymétrie ; ce qui prouve qu'elle n'est pas due à l'influence du temps sur les variations du magnétisme de l'aimant.

t188. Chalear proAalCe par riadoctloii. — Nous avons exposé , en traitant des sources de chaleur, la nouvelle théorie mécanique de la chaleur (11,1075). Dans l'induction par les aimants, il faut dépenser un certain travail mécanique destiné à vaincre les résistances produites par les réactions électro-magnétiques qui tendent à détruire la vitessse des parties mobiles de l'appareil. Ce travail, tout-à-fait distinct de celui qui est employé à vaincre les frottements et autres résistances passives , doit être, d'après les idées nouvelles, représenté par un certain développement de chaleur. C'est, en effet, ce qui a été constaté par M. Joule et par M. L. Foucault ^. M. Joule opère de la manière suivante : un petit électro-aimant de 1^<"" de longueur est renfermé dans un tube de verre rempli d'eau. Ce tube est fixé sur un arbre vertical , portant un commutateur auquel aboutissent les extrémités de l'hélice magnétisante, dont le circuit est fermé au moyen d'un réomètre. Le système fait 10

1 Annales de chimie ei de physique, 3« série, t. XXXI, p. 187.

2 Annales de chimie et de physique^ 3* série, t. XXXIY, p. 504; et t. XLV, 316.

752 ÈLECTRO-MAGNÊTlSME.

tours par seconde , sous l'influence d*un poids qui descend le long d*une échelle verticale ; de manière qu'il est facile d'évaluer le travail mécanique dépensé au bout d'un temps donné. Le tube de verre tourne ainsi entre les pôles d'in fort électro-aimant, et l'eau s'échauffe d'une quantité proportionnelle à l'intensilé du courant induit, mesurée par le réométre. La chaleur perdue par le contact de l'air, s'évalue en faisant tourner l'appareil après avoir supprimé le courant dans l'éleclro- aimant. On calcule ensuite, par les formules des chaleurs spécifiques, le nombre de calories développées dans le tube en mouvement. H. Jooie a trouvé ainsi, pour le nombre de kilogrammétres équivalant à une calorie, des résultats variant de 322 à 572, et dont la moyenne est de 460'^"' ; nombre qui ne diffère pas trop, vu les incertitudes du mode d'expérience, de ceux qui ont été obtenus en partant du frottement ou de l'expansion de la vapeur (11,1076).

M. L. Foucault fait tourner entre les pôles d'un fort électro-aimant, on disque en cuivre, au moyen du système d'engrenage qui lui sert à mettre en mouvement son gyroscope (1,126). Des armatures en fer doux, appliquées an extrémités des branches de l' électro-aimant, concentrent l'action des pôles toot près du corps tournant; et celui-ci, lancé avec une vitesse de 150 à 500 toon par seconde, s'arrête au bout de quelques secondes après qu'on a introduit le courant de 6 couples à charbon dans l'hélice magnétisante. Si Ton agit sur b manivelle de manière à entretenir une vitesse de 75 tours, on éprouve ue grande résistance, qui n'existe pas quand l'électro-aimant n'est pas en actinie. En môme temps, le disque s'échauffe et devient brûlant au bout de peô de temps, malgré la perte considérnble de chaleur qui se fait par le contact de l'air. Dans une expérience, le disque s'est échauffé de 60" en 2 minutes, l'électroaimant n'étant animé que par 2 couples à charbon. Il est évident que de forts aimants peuvent remplacer rélectro-aimant.

1789. Magnétisme en mouvement pnr rinflnenee da f^lobe. — La terre se comportant comme un aimant, un disque tournant devra être parcoam par des courants induits sous l'influence du globe. C'est, en effet, ce que M. Faraday a constaté: quand on fait tourner sur lui-même un disque de cuim dirigé perpendiculairement à l'aiguille d'inclinaison, et qu'on appuie les extrémilt^s du fil d'un réométre, sur l'axe de relation et sur le contour, on dérive un courant, dont le sens change avec celui de la rotation. Ce courant s'affaiblit quand le plan du disque se rapproche de la direction de l'aiguille d'inclinaison, et il devient nul quand ce plan est parallèle à cette aiguille. Une sphère en cuivre, tournant autour d'un axe situé dans le méridien magnétique et formant un angle avec l'aiguille d'inclinaison, est parcourue par des courants insseï intenses pour dévier directement une petite aiguille aimantée rendue astaliqoe, et placée dans un plan horizontal passant par le centre de la sphère. Si la rotation se fait en sens contraire du mouvement de la terre, et que l'aiguille soit placée à l'est de la sphère de cuivre, le pôle nord est dévié à l'est. Le contraire a Hou quand l'aiguille est à l'ouest. Si l'on change le sens de la rotation, b (lévialions, pour les mêmes positions, ont lieu en sens contraire. Les courants

UMVEliSALlTÉ DU MAr.NÉTISME. 753

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).

Il résulte de ces faits une conséquence curieuse ; c*estque tout corps conducteur en mouvement doit être parcouru par des courants d'induction, sauf dans les positions particulières que nous venons de signaler. Il 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 animaux 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.

i^SO. EiEpllcatlon des coarants terrestres, par le mai^nétisBie de i^iatlon. — 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 changemeots de position du soleil (1740). Cette observation a conduite chercher Torigine de ces courants dans une induction continuellement produite dans le globe en mouvement» par l'influence du soleil considéré comme un immense corps magnéiiquc, 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 Taiguille, comparées aux changements diurnes et annuels de position du soleil, lia conclu que le soleil se comporte comme un aimant ayant ses pôles 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 nous paraît 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).

8 5. - INIVERSALITÈ DL M.\GNÉTISME. - M.\GNÉTISME SPÉCIFIQUE. I. UnivenaUté da Bagnétlsme. — Diammcnétliaie.

i99f . De ronlversalité da naf^nétisne. — 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 coarants 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 Tuniversalité du magnétisme avait été soulevée dés le commencement du xviii* siècle. Uusschenbroeck et NoUet avaient constaté qu'une foule de corps en poudre, les cendres des végétaux, de petits fragments de substances organiques, sont attirables àTaimaot; mais ils attribuèrent ces résultats à des parcelles de fer contenues dans c» corps. Lehmann et Cavallo se sont livrés à des recherches sur ce sujet; et Brugmanns, en 1778, découvrit un phénomène toutà fait inattendu, la répulncn 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 on fil de cocon, {)scillent entre les pôles contraires de deux forts aimants* ; mais B reconnut aussi, qu'il suffit de mêler à de la cire, i^^i^o 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 eu droit de soupçonner la présence de ce métal dans les substances essayées. Il résulte d'une expérience de M. Biot^, 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 fei précisément dans ce même rapport.

Après la découverte de l'électro -magnétisme, M. Becquerel a étudié TactioD d'un courant énergique sur de petites baguettes de différentes substances ^ 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 do cadre, des tiges de certaines substances, comme la gomme 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 rejelés à ses extrémités. Une semblable distribution du magnétisme a été aussi reconnue en remplaçant le multiplicateur par des aimants.

M. Lebaillif, en 1828, trouva que tous les corps sont influencés parles aimants. jMais le nom de sidéroscope, donné à l'appareil très délicat qu'il

• Journal de physique, t. LIY (<802), p. 367.

^ Mém. de l'Ac. des se. de Paris, 1816; et Précis éUm. dephys., t. II, p. 80.

•' Annales de chimie et de physique, 2« série, t. XXV, p. 269 ; et XXXYI, 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 AO^"^ de longueur suspendue horizontalement par un fil de cocon, dans une cage en verre analogue à celle de la balance de torsion ; i 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. Lebaillifa constaté que le bismuth et Tantimoine 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 ridée que le magnétisme agit sur tous les corps ; les résultats étaient isolés, peu concordants, et généralement attribués, sauf dans le cas de la répulsion, i la présence du fer ; lorsque M. Faraday fît, 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 livra à des recherches suivies sur ce sujet. Une foule de physiciens s'élancèrent avec ardeur dans la nouvelle ¥oie 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.

1198. DiAiABNinsHB. — 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 équaioriale. Beaucoup d'autres substances, parmi lesquelles se distingue \^ bismuth, présentent le même phénomène. D'autres au contraire, prennent la direction axiale, comme tes corps magnétiques proprement dits. L'appareil de M. Rubmlcorfl* (/î^. 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 diamagnétiques, ceux qui se dirigent perpendicu-

1 Bibliothèque universelle de Genève (Arch. des se.), t. II, p. 42 et 145.

lairement à la ligne des pôles de Taimant, et il nomme paramagnétique$, ou simplement magnétiques^ ceux qui, comme le fer, prennent la direction axiale. Les corps diamagnétiques prennent la direction éqnatoriale, parce qu'ils sont repoussés par Télectro-aimant. La répulsion s'exerce également par les deox pôles, comme on peut le vérifier en approchant d*un des pôles de Télectroaimant, 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, eo 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 p6les 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. Pouiilet ayant fait l'expérience avec un mélange de poudres de bismuth et de sesquichlorure de chrome qui est magnétique, a vu 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.

f V93. Des divers solides msf^étiqaes on diamai^iiétiqaes. — Il résulte des observations de M. Faraday, qu'il y a beaucoup plus de corps diansgnétiques que de corps magnétiques. Parmi les premiers, nous citerons le bismuth^ le plomb, le zinc, le cuivre, le cristal de roche, le verre, le selmam, le plâtre, le charbon, le soufre; en général, les substances organiques, li résine, le sucre, le bois, 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, depotassinm sont diamagnétiques. Le sang, la chair des animaux, quoique renfermant dufer, 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 d'oa animal môme vivant, se place-t-il dans la direction équaloriale ; c'est, du moins, ce querexpérience 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 pent Hrp, étendue de manière à devenir tout-à-fait indifférente.

Circonstances qui modiflent les résaltats. — Il y a des précautions â

prendre pour n'être pas induit en erreur dans les expériences destinées à recon-

nattre si un corps est diamagnétique. La plus petite quantité de 1er peut rendre magnétique une substance qui ne Test pas naturellement. Par exemple, du bois peut paraître magnétique quand il a été taillé avec un couteau. Le papier parait 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 Télectroaimant, et à la position du petit barreau mobile par rapport à ces extrémités. H. H. C. Œrsted a fait un grand nombre d'expériences à ce sujet ^ Il a reconnu qu'une aiguille de substance diamagnétique, qui prend la direction équatoriale quand elle se trouve entre les faces polaires verticales des armatures de Télectro-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 '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 lu magnétisme, dépendant de la forme du corps attiré et de celle des faces |H>laires. Mais M. Faraday a montré que l'équilibre , dans le cas du peroxyde ie fer, est instable, et qu'il se forme plusieurs pôles dans différentes directions, i cause de l'état de division de cette substance. Au reste, la poudre de peroxyde le fer se montre paramagnétique quand on en forme une masse non allongée , ^ir cette masse est alors attirée par les pôles des aimants. Les positions axiales 9U équatoriales attestent donc, en général, les attractions ou répulsions ; mais me même substance peut passer d'une position à l'autre, par diverses causes nal connues, mais qui dépendent évidemment de la longueur et de la position les aiguilles, de la forme du champ magnétique que forment les pièces polaires, 3t 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 (|uand il l'élevait 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

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

ELECTRO-MAGNETISME.

composés de substances magnétiques et de substances diamagnétiqnes , M. Plucker en avait conclu que la répulsion diminuait plus rapidement que l'attraction , quand on augmentait la distance ou qu*on diminuait Tintensité 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. doDoé les mêmes résultats. Mais nous verrons que les lois sont les mêmes poar le diamagnétisme et le paramagnétisme ; il faut donc voir aussi, dans ces anomalies, une question de direction de résultante.

1V94. Dlanag^néClsne et mai^iiftlsBie des llqaldes. — Pour reconnaître si un liquide est magnétique ou diamagnétique, M. Faraday le renferme dans un 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 h direction équatoriale , avec une foule de liquides, qui, par conséquent , sont diama' gnétiques. Tels sont V acide azotique, Fem, l'alcool, Véther, l'acide sulfitrique, les $ekr lions des sels alcalins et terreux , rhmU d'olive, V essence de térébenthine, le mercure, etc., etc. Les liquides paramagnétiques soni 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. Matleucci dispose entre les pièces polaires de Télectro-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 celle 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. Malleucci 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 ferrugincui s'accumulait autour des pôles.

M. Plucker distingue les liquides magnétiques, des diamagnétiqoes, 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, 3^ série, t. XXIX, p. 429.

OIAMAGNÉTISMK. 759

très paissant en fer à cheval (/î^. 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. i 835] . Fig. 4335. Le protochlorure de fer présente ces résultats

d'une manière remarquable. Quand le liquide est diamaynéiique , 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. Plucl^r 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 mômes, 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.

179&. Dlamagnétisne des flanimes. — 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, quiavo les pôles d*un électro-aimant agir par répulsion sur la flamme et la fumée im lampe , ainsi que sur les vapeurs d*eau et d'alcool ; résultats conCrmés 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 difi'érente 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 del'électro-aimant BB'( fig. 4332), 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. 4336 ). Si cette ligne rencontre l'axe de figure de la flamme, celle-ci s'aplatit dans la direction équatoriale en s'étendant également des deux côtés, et prenant difl'érentes formes, suivant que la ligne des pôles est plus ou moins rapprochée de son extrémité supérieure.

Fig. 1336. Fig. 1387.

. 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 flanmif 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 (/î^. 4336) la forme que prend la flamme de l'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 da 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'efl'et produit, au moins en partie, à l'action exercée sur les particules solides qui entrent dans la composition de la flamme (11,4056).

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

1796. Gaz. — M. Faraday a étudié le diamagnétisme et le magnétisme des gaz par différents procédés ^ Il a 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. XXXIY, p. 240.

D1AMAGNÊT18ME. 761

pôles, et cherchant, au moyen d'an petit thermomètre, la direction que suit la colonne gazeuse quand rélectro-aimant est inerte, puis quand il est aimanté. M. Plucker a observé la direction de la colonne d*air chaud, au moyen de Tombre qu'elle projette. Pourles 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 fil 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 Vair, 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'azole 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 Toxygène 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 /, /, 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 3'"'" vers l'orifice, au moment où il lançait le courant dans l'électro-aimant. Il résulterait de \h que l'air serait diamagnétique. Mais le résultat était dû à une répulsion exercée sur les parois flexibles du thcrmoscope. En effet, M. Faraday ayant repris ces expériences en employant pour parois, les surfaces mêmes 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 tôôWô 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 ELEGTRO-MAGNÉnSME.

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

4797. IHFLUBHCB DU HIUEU 801 LB8 ACTIOini BU llSHiTIID SOI US OBUI.—

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 Taction qu'exerce sur lui le magnétisme. Ainsi, une dissolution étendue de sulfate de fer, renfermée dans un tube de verre mince, est paramagnétique; mais, 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 diredioo axiale. Un tube rempli d'air paraît magnétique quand il est plongé dans le mercure, l'eau, l'alcool; ei diamagnéiique, dans une dissolution suffisamment concentrée d'un sel de fer, de cobalt, de maganése de cérium. M. Pluckeravn 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 magné^ tique. 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 constaté aussi cette influence di milieu, dans le cas des gaz: il remplissait d'un certain gaz une botte 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 Tazote, qui est légèrement repoussé dans Tair, est attiré dans le gaz d'éclairage et dans Thydrogène ; le bioxyde d*azote, à peu près indifférent dans l'air, est attiré dans l'acide carbonique. L'air est plus fortement attiré dans Tacide 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 IB principe d'Archiméde (1,465) est facile h saisir: raction attractive ou répulsive exercée par unaimânt sur un corps plongé, est égale à V effet qu'éprouverait le corps dans le éie, diminué de Veffet 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.

4798. Expériences de H. 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

1 Annales de chimie et de physique^ 3« série, t. XÎIV, p. 377.

MAIIAGNETISMS.

( ftg, 1338 ) sont les extrémités d*un énorme électro-aimant, dont le fer doux a 1 mètre de longueur, et 0", 11 de diamètre. Deux fils de cuivre de 2""> de diamètre et che 910"" 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 4,820'". 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 56' , que Ton peut faire glisser sur le couvercle de la cage mn^ 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 Tanneau au moyen d*écrous à oreilles. Des pièces polaires c,c, dont la coupe se voit en c", sont appliquées aux extrémités deTélectroaimant , 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 Tun de Tautre ; mais ils sont rejetés de part et d*autre du centre , comme on le voit en c'd\ c*d\ 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 mémo moyen , plonge dans Teau, 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 SO"" avec un plan parallèle aux pièces (f, d\ quand la coïncidence a lieu.

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

Fig. 1338.

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 Tabri des erreurs provenant du défaut de symétrie, on tourne lé cercle r, de 180"*, on fait une seconde observation surTautre extrémité du barreau, et l'on 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 efTets produits sur une même substance dans des circonstances différentes, il se présente une cause d'erreur dont H. 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 itnit qui mesure l'intensité du courant. Il résulte de cette loi, qu'en divisant les angles de torsion obtenus, par les carrés des shius observés, on ramène tous iei résultats à l'unité d'intensité de courant. C'est ainsi qu'ont été obtenus ki nombres du tabteau suivant. Le signe (+) indique qu il y a attraction, et le signe (— ), qu'il ya répulsion,