MAGNÉTISME DANS LE FER

Magnus magnes ipse est çlobus terreslris. (G. GiLBERTi . de tnagneU phffsiologia Mva, Lond., 1600).

gi. - PROPRIÉTÉS GÉNÉRALES DES AIMANTS.

f i90. AlBuuits Matnreis. — On trouve dans certaines mines de fer, une pierre nommée jnerre d'aimant, qui a la propriété d'attirer le fer et quelques autres substances. Cette propriété a d'abord été attribuée à un agent particulier, auquel on a donné le nom de fluide magnétique ou de magnétisme; ce dernier nom sert aussi à désigner la partie de la physique qui s'occupe des phénomènes que produit cet agent.

La pierre d'aimant est un oxyde de fer (Fe'O^), nommé par les minéralogistes fer oxydulé ou fer magnétique; c'est l'un des oxydes du fer les moins i^ilgénés, et l'un des nombreux minerais d'où Ton extrait ce métal, il ne faut voire étendant que tous les échantillons de fer oxydulé soient des aimants.

La pierre d'aimant est noire ou brune ; on en trouve cependant de grise. Elle est quelquefois cristallisée en octaèdres plus ou moins modifiés, ou en dodécaèdres rfaomboïdâux. Les meilleures sont homogènes, à cassure fine, susceptibles d*un beau poli. Leur densité, assez variable, est environ 1,24. On en trooye dans tontes les parties du monde ; les meilleures viennent des Irtdes, de la Norwège, de la Suède et de TAllemagne. L*île d*Elbe en renferme beaucoup dans ses mines de fer ; on en tire aussi des Etats-Unis d'Amérique. En France, on n'en trouve que peu et de mauvaise qualité, principalement en Auvergne.

Suivant Aristote, l'aimant était connu de Thaïes de Milet, 600 ans avant notre ère. Son nom, en grec fiLaTvuTqç, vient de celui de la sïWe de Magnésie, en Lydie, près du mont Sipyle, sur lequel furent trouvés les premiers aimants. Une autre ville du nom de Magnésie, située près du fleuve Méandre, en fournissait également, ainsi que les environs de la ville d'HéracIée ; aussi, Platon dans le Ttmée, désigne-t-il l'aimant sous le nom de pierre d*Héraclée, et Sophocle, sous le nom de pierre de Lydie, Du nom grec de l'aimant on a fait le mot magnétisme et ses différents dérivés.

La découverte de l'aimant est mêlée de fables invraisemblables. D'après . Pline, un berger ayant remarqué que le fer de sa houlette, ou ses souliers garnis de c4ous, adhéraient au sol, en chercha la cause et découvrit l'aimant. Isidore de Séville prétend que les Fndiens l'ont connu les premiers, et c'est d'après lui que les auteurs du moyen-âge l'ont appelé Lapis indiens. Il est certain que les prêtres de l'ancienne Egypte le connaissaient; de plus, les Hébreux en trouvaient dans les centres habités par les tribus de Gad, d'Azer et d'Issachar; ils le nommaient schabol,

AiBiants «rtifleieis. — Avant d'^entamer l'étude des propriétés des aimants, nous devons dire qu'on sait fabriquer des aimants artificiels, qui consistent en barreaux d'acier auxquels on communique toutes les propriétés des aimants naturels, par des procédés que nous décrirons plus tard. Ces barreaux sont dits aimantés. Tout ce que nous allons dire s'applique aussi bien aux aimants artificiels qu'aux aimants naturels.

iiHi. OB L'ATTiACTioir ■A&MtnQnB. — De toutes les propriétés des aimants, les anciens n'ont guère connu que l'attraction qu'ils exercent sur le fer. Pour constater cette propriété, il suffît de rouler un aimant dans la limaille de fer ; on la voit s'attacher à sa surface en formant des houppes plus ou moins longues. On peut encore se servir du pendule magnétique^ qui consiste en une balle de fer suspendue à un fil. On reconnaît que l'attraction magnétique se fait sentir à distance, et qu'elle diminue d'intensité quand la distance augmente. — Si l'on suspend au bassin d'une balance, un morceau de fer auquel on fait équilibre, et si l'on en approche ensuite un aimant, la balance s'incline, et l'on voit quels sont les poids nécessaires pour rétablir l'équilibre. Si l'on suspend l'aimant à son tour à la balance, et qu'on en approche le morceau de fer à la même distance, il faut les mêmes peids pour rétablir l'équilibre, ce qui montre que la forée de l'aimant suit, comme toutes les forces, la loi de la réaction égale à

l'action (I, 78). On peut aussi faire mouvoir, en Tattirant avec un morceau de fer, un aimant mobile.

Pour obtenir un barreau mobile, on y creuse une petite Cavité o {fig. 86-4), dans laquelle on enfonce une pointe c. Les gros barreaux, ns (fig. 865), sont suspendus à un fil sans torsion /*, au moyen d*un étrièr en carton ou en cuivre o, dont on voit la disposition en a.

AtlraetloB magnétlqae h travers les eorps. — L*attraction magnétique s*exerce à travers tous les corps connus. Les substances interposées ne modifient même pas Tintensité de Teffet produit, en exceptant toutefois les substances magnétiques, c'est-à-dire attirables à Taimant. Ainsi, une baguette de fer suspendue sur une pointe, plongée dans Teau, entourée d'un cercle de flammes, placée dans le vide... se met en mouvement dés qu'on en approche un aimant. Lucrèce avait vu la limaille de fer être attirée par un aimant à travers le fond ^^ i m d'un vase d'airain. Un brin

1^ I de fil de fer suit, sur une

Il ^ lame de bois, de verre,

de carton..., un aimant placé du côté opposé.

Fig. 864. On a fait des horloges ' Fig- ses.

dont l'aiguille était remplacée par une balle d'acier roulant sur un cadran en clinquant, derrière lequel tournait un barreau aimanté mené par l'horloge. Une autre application très ingénieuse est l'indicateur à niveau des chaudières à vapeur de M. Lethuillicr-Pinel (II, 1015).

if 9S. De« dirrérenleB substances magnétlqaes. — On nomme COrps magnétiques tous ceux qui sont attirés par les aimants ordinaires. Les substances magnétiques sont le /er, la fonte, l'acier, les oxydes de fer, le cobalt, le chrome, le nickel, et enfin le manganèse ; mais ce dernier métal ne donne de signes de magnétisme qu'après qu'on l'a refroidi jusqu'à 20 ou 25^ au-dessous de zéro.

influenee de la température. — Newton a annoncé le premier que le fer n'est plus magnétique quand on le fait rougir. Ce résultat, contredit d'abord par Kircher, fut ensuite confirmé par Cavallo, qui montra que la température doit être portée au moins jusqu'au rouge cerise pour que tout signe de magnétisme disparaisse. D'après M. Barlow, la fonte de fer perd ses propriétés magnétiques au rouge blanc. M. Pouillet a conclu de ses expériences que : 1o le cobalt reste magnétique aux plus hautes températures; 2" le chrome cesse d'être magnétique un peu au-dessous du rouge sombre; 3" la limite magnétique du nickel est vers 350° ; 4® le manganèse ne commence à devenir magnétique que vers — 20° . On a conclu de là que tous les corps deviendraient magnétiques si l'on pouvait les refroidir suffisamment. M. Pouillet pense que la chaleur agit en écartant les molécules, et que si l'on parvenait à les rapprocher

PROPRIETES GÊLXERALES DES AIMANTS. 9

convenablement par uq moyen quelconque , les propriétés magnétique^ apparaîtraient dans tous les corps. Cette manière de voir est corroborée par celte remarque, que les métaux les plus magnétiques sont aussi ceux dans lesquels les atome» sont le plus rapprochés ; car, si l'on divise leur poids spécifique par leur poids atomique, on trouve qu'ils donnent à peu d'exceptions prés les quotients les plus petits. Le manganèse vient après le fer, le cobalt et le nickel, comme cela devait être. Cependant les substances qui ne contiennent que peu de fer en combinaison donnent des signes de magnétisme. La question a donc besoin d'être de nouveau étudiée. Nous verrons plus tard que toutes les substances sont influencées quand on les soumet à l'action d'aimants très puissants.

«493. Pèles des aimants. — Les différents points de la surface d'un aimant ne jouissent pas au môme degré de la vertu attractive. Gilbert a reconnu qu'il y a toujours deux régions opposées où l'attraction est le plus prononcée; on les nomme pôles de l'aimant. Entre les deux pôles, ordinairement à égale distance, se

Fig. 866. Fig. 867.

trouve une ligne, sur laquelle il n'y a pas d'attraction ; on l'appelle ligne neutre eu ligne moyenne. Quand l'aimant est très allongé, les pôles sont ordinairelaent placés aux extrémités, et il y a au milieu un espace neutre plus ou moins rtendu. Pour montrer l'existence des pôles, il suflit de rouler l'aimant dans la limaille de fer; on la voit s'attacher aux pôles, tandis que la ligne neutre n'en retient aucune parcelle, comme on le voit dans les fig, 866, 867, dont la première représente un aimant naturel, et la seconde un aimant artificiel, mn est la ligne neutre. On remarque que les parcelles de fer sont disposées les unes a la suite des autres, de manière h former des filaments perpendiculaires à la surface de l'aimant, et d'autant plus allongés qu'ils sont plus près des pôles. Nous verrons plus loin la cause de cette disposition (1197).

SiMctre maipaétique. — Pour montrer les pôles et la ligne neutre des aimants, Gilbert a imaginé l'expérience suivante : on met sur un barreau aimanté horizontal, une feuille de carton sur laquelle on projette, au moyen d'un petit tamis, de la fine limaille de fer. Les parcelles prennent alors un arrangement régulier en obéissant à l'attraction magnétique, comme on le voit dans la fig, 868. La tendance à se porter vers les pôles, et l'absence d'action sur la ligne moyenne, sont nettement indiquées par la forme des courbes dessinées par les parcelles de limaille. Ces dessins constituent le spectre ou

fantôme magnétique. De Haldat a trouvé moyen de les conserver ; il les produit sur une lame de verre, et applique dessus, une feuille de papier enduite de colle d'amidon mêlée de gélatine ; la limaille s'attache à la colle et reste adhérente à la feuille de papier.

fi 94. Pôles de même nom et de nom eontralre. — Supposons maintenant que, au lieu de faire agir un aimant sur le fer, on fasse agir les aimants les uns sur les autres, et considérons plusieurs aimants suspendus par leur centre de gravité, et auxquels on présente une même extrémité d'un autre aimant; on verra que certains pôles seront attirés, tandis que d'autres seront repoussés. Les pôles sur lesquels l'action est la même sont appelés pôles de même nom ; ceux sur lesquels elle est différente, sont dits de nom contraire.

Fig. 868.

Une fois qu'on a distingué les pôles des deux espèces, on reconnaît que les pôles de même nom se repoussent^ et les pôles de nom contraire s'attirent.

On remarque que les deux pôles opposés d'un même aimant sont de nom contraire ; car l'un d'eux est attiré par le pôle de l'aimant pris pour terme de comparaison, tandis que l'autre est repoussé. Il en résulte que si l'on retourne bout à bout l'aimant que Ton fait agir sur les autres, les pôles qui étaient attirés seront repoussés, et réciproquement.

On désigne les deux pôles opposés d'un aimant, par les noms de pôle positif et pôle négatif, et on les indique par les signes + et — de l'algèbre. Ces noms sont relatifs ; cependant, on peut désigner les pôles d'une manière absolue, en se fondant sur la propriété suivante, sur laquelle nous reviendrons avec détail (i20^) : les aimants suspendus librement par leur milieu, prennent spontanément une direction à peu près parallèle au méridien, de manière que les pôles qui sont tournés du même côté soient tous de même nom. Dans chaque aimant, le pôle qui regarde le nord se nomme pôle nord, et celui qui regarde le sud, pôle sud. Nous conviendrons ici de prendre toujours pour pôle positif y celui qui se tourne vers le nord ; le pôle sud sera alors le pôle négatif.

iiss. Points «•Bséqnencs. — Nous avons dit que les pôles situés aux eitrémités d*ua même aimant sont de nom contraire. Cependant il peut en are autrement; mais alors il y a, etitre ces deux pôles, des pôles intermédiaires, auxquels on donne le nom de points conséquents. Les points conséquents se reconnaissent en roulant les aimants dans la limaille de fer (fig. 869). Od peut encore former sur une feuille de carton un spectre magnétique, qui montre comment la limaille se porte vers les pôles intermédiaires, comme vers les pôles extrêmes. En faisant agir ces pôles sur une aiguille aimantée, on trouve qu'ils sont alternativement positifs et négatifs. 11 en résulte que, s'il y a an nombre pair de points conséquents, les pôles extrêmes sont de nom contraire, comme ed mn, et s*il y en a en un nombre impair, les pôles extrêmes sont de même nom, comme en ac. On voit aussi qu'un aimant qui présente un ou plusieurs points conséquents, peut être considéré comme formé de plusieurs aimants placés les uns au bout des autres, et réunis par des pôles de même nom. Par exemple , l'aimant ac (fig. 869) peut être con- ^'^ ®*^'

sidéré comme formé de trois aimants,

m, 0 et II, les deux premiers réunis par le pôle positif, et les deux autres, par le pôle négatif.

Diflléreiiee entre les simnnts et les eorps mngnétlqaes. — L'existence des pôles de nature différente dans les aimants, les distingue nettement des corps simplement magnétiques. En effet, tous les points de ces derniers attirent également les deux pôles d'un aimant, tandis que les aimants agissent <tiiéremment par leurs pôles opposés.

lise. De la ennse des propriétés des simnnts. — Les anciens, voulant, suivant leur habitude, deviner les causes avant d'étudier les effets, n'ont créé sur l'aimant, que des systèmes obscurs et inféconds. Quelques-uns se contentaient de dire que la cause des propriétés de l'aimant, cette pierre par excellence, ce chef-d'œuvre divin, comme ils l'appelaient, était un secret réservé par les dieux. Thaïes et Anaxagore supposaient que l'aimant était animé, et capable de mouvoir le fer. Claudien prétend que le fer est la nourriture de l'aimant, opinion reprise plus tard par le médecin Costeo de Lodi et par Maurolycus. D'autres disaient qu'il y avait sympathie entre le fer et l'aimant. Diogène Laêrce admet que l'aimant lance des émanations, qui s'enfoncent dans les interstices du fer et l'entraînent; il remarque que l'attraction est réciproque. Lucrèce et Plutarque pensaient que ces émanations faisaient le vide entre l'aimant et le fer, qui se précipitait dans ce vide. Tous ces systèmes ne sont que l'expression même du fait qu'il s'agit d'expliquer, déguisée sous une forme plus ou moins ingénieuse. G. Gilbert, que Galilée qualifie de « grand jusqu'à faire naître l'envie, » rejette tous ces jeux d'esprit, et, faisant appel à la méthode expérimentale, rectifie les faits connus, et en découvre un grand

nombre d'autres, qu'il publie dans son livre De magnete^ se contentant d'essayer l'explication de quelques phénomènes particuliers, sans chercher à établir de théorie générale. Gassendi supposait que l'aimant lançait sur le fer des atomes en forme d'hameçon, pour l'accrocher et le tirer. Descartes avait recours à ses tourbillons. Porta regardait l'aimant comme formé de fer et de pierre en lutte perpétuelle, et l'aimant empruntait le secours du fer situé h proximité, pour empêcher la pierre d'être la plus forte. On voit que les inventeurs de tous ces systèmes n'ont fait faire aucun pas à la science; Gilbert seul, qu'on peut regarder comme le créateur de la science du magnétisme, l'a fait sortir de l'enfance dans laquelle elle était restée pendant un si grand nombre de siècles. EnGn, i£]pinus, tenant compte de tous les phénomènes coAstatés par Gilbert et par lui-même, chercha à rattacher les propriétés des aimants à l'existence d'un fluide particulier renfermé dans les substances magnétiques, et attirant leurs molécules. On a ensuite admis deux fluides, puis Coulomb a établi la théorie que nous allons exposer.

4197. ntein DBS DEUX FLUIDBS. — L'expérience prouve qu'on peut enlever à un aimant ses propriétés magnétiques, en le frottant convenablement avec un autre aimant, ou en Téchaufl'ant fortement, ou enfin en le frappant simplement ' avec un marteau. Dans ces diverses opérations, la matière de l'aimant n'éprouve aucune modification, comme l'atteste l'analyse chimique la plus minutieuse, et son poids n'est pas changé. On a conclu de là que les propriétés magnétiques n'appartiennent pas en propre à la matière pondérable, et on les a attribuées à un fluide particulier.

Coulomb a ensuite avancé l'hypothèse suivante, qui est, pour ainsi dire, la traduction des phénomènes principaux, et se plie de la manière la plus heureuse à l'explication de tous ceux qui étaient connus de son temps. Il admet qu'il existe dans les aimants deux fluides impondérables qu'il nomme fluides magnétiques, exerçant leur effet, l'un au pôle positif, l'autre au pôle négatif. Chacun de ces fluides agit par répulsion sur le fluide de la même espèce, et par attraction sur le fluide de nom contraire ; ce qui e^xplique les actions mutuelles des pôles. Ces fluides n'ont pu être isolés, et ne peuvent se manifester sans l'intervention de la matière pondérable.

DéeomposItloB da fluide maipnéUqne dn fer. — Dans cette théorie, on explique les actions mutuelles des pôles par celles qu'exercent les fluides qu'ils contiennent. On est donc conduit naturellement à attribuer l'attraction des aimants sur le fer et les autres substances magnétiques , à une action exercée par le fluide attirant, sur un fluide de nom contraire qui existerait dans le corps attiré. C'est, en effet, ce qui parait avoir lieu ; car, si l'on appuie l'extrémité d'un barreau de fer sur le pôle d'un aîmànt, ce barreau devient luimême un aimant, et peut attirer de la limaille ou un autre barreau de fer. Ce dernier se trouve aussi aimanté, et peut de même attirer de la limaille. On peut ainsi suspendre à un aimant, une série de morceaux de fer, qui se soutiennent les uns les autres ( /îjf. 870); c'est ce qu'on nomme la chaîne magnétique.

Mais si l'on vient à éloigner Taimant , du morceau de fer supérieur, tous les aatres tombent aussitôt. Cette expérience était connue de Platon ; on voit que ee n*est que sous Tinfluence de Taimant que les morceaux de fer sont constitués momentanément à Tétat d'aimantation. On comprend aussi pourquoi la limaille de fer s'arrange en filaments (1193); c'est que chaque parcelle en attire une antre, de manière à former une multitude de petites chaînes magnétiques.

L'état d'aimantation d'un barreau de fer placé sur le prolongement d'un aimant peut aussi se reconnaître en formant le spectre magnétique, comme on le voit dans la /f^. 871; on y distingue les pélcs de l'aimant temporaire que forme le fer, et sa ligne neutre ab.

Pour expliquer ces résultats, Coulomb admet que tous les corps magnétiques contiennent les deux fluides, combinés de manière à ne produire aucun effet,

et constituant ce qu'il nomme le fluide

magnétique neutre. Quand on* approche

le pôle positif d'un aimant, le fluide

neutre du fer est décomposé; le fluide

Fig. 872.

V négatif provenant de cette décomposition

j est attiré vers le pôle de l'aimant , et le

Fk. 870. f^^iàc positif est repoussé. Le fer forme alors un aimant, dont le pôle négatif est attiré par le pôle positif de l'aimant proprement dit, plus que ne Test le pôle opposé, à cause de la plus grande distance. Quand on éloigne l'aimant proprement dit, les fluides magnétiques séparés dans le fer par son influence, se recombinent, parce qu'ils s'attirent, et reforment du fluide neutre ; tout signe d'aimantation disparaît donc.

Une expérience curieuse, connue sous le nom de paradoxe magnétique, confirme cette manière de voir. On suspend un morceau de fer à l'un des pôles d'un aimant A ( fig. 872), et Ton en approche peu à peu le pôle contraire d'un aotre aimant B. On voit bientôt le morceau de fer se détacher et tomber; c'est i[ae l'influence du pôle de l'aimant B, détruit la décomposition de fluides qu'avait produite le pôle de nom contraire de l'aimant A.

Citons encore l'expérience suivante : on suspend horizontalement, par des cordons verticaux parallèles, deux morceaux égaux de fil de fer, de manière qo'ils se touchent latéralement, et on approche de l'une de leurs extrémités le

i4 MÉTÉOROLOGIE.

pôle d*un aimant ; on voit aussitôt les deux brins de Gl de fer s* écarter lun de Tautre, parce qu'ils sont aimantés par influence, et que les pôles de même nom se trouvent du même côté.

i«98. Des èlémenUi magnétiqnes. — Avant Coulomb, OU croyait que les fluides magnétiques occupaient chacun une des moitiés de Taimant. Le fait suivant, découvert par Gilbert, montre qu'il n*en est pas ainsi : si Ton brise en deux une aiguille aimantée (fig. 879), chaque moitié devient un aimant complet ayant ses pôles et sa ligne moyenne. Chaque moitié, brisée de même, donne deux nouveaux aimants complets : en un mot, quelque petite que soit la parcelle que Ton sépare d*un aimant, elle présente deux pôles et une ligne moyenne. Pour expliquer ce résultat, on est forcé d'admettre, avec Coulomb, que les fluides magnétiques résident dans des espaces insensibles nommés éléments magnétiques^ et qui sont disposés comme des aimants excessivement petits, ayant tous leurs pôles de même nom tournés du même côté, et leur axe dirigé parallèlement à l'axe de l'aimant. Les fluides ne résident donc

Fig. 873. Fig. 874.

pas séparément dans chaque moitié de l'aimant, mais on les y trouve l'un et l'autre. L'aimant est constitué comme une réunion de petits aimants élémentaires tous orientés de la même manière. On imite cet état des aimants, en remplissant un tube en carton, de très petits aimants obtenus en brisant des fils d'acier aimantés. L'ensemble se comporte comme un aimant unique, si l'on a soin que les petits aimants, parallèles à l'axe du tube, aient leurs pôles positifs tournés du même côté. On peut encore, comme l'a fait de Haldat, remplir de limaille de fer, ou de battituresde fer pulvérisées, un tube de laiton fermé à ses extrémités par des tampons à vis en laiton. Si l'on aimante ce système par l'un des procédés dont on se sert pour aimanter les barreaux d'acier, il forme un aimant ayant ses deux pôles et sa ligne neutre. La pression plus ou moins forte, exercée au moyen des tampons à vis, ne change rien au résultat ; mais si l'on vient à déranger, par des secousses, les parcelles ' de limaille, la force de l'aimant diminue, et tout signe d'aimantation finit par disparaître. En mêlant du sable à la limaille, on peut encore aimanter le cylindre, même quand le volume du sable forme les | du volume total. — On obtient des résultats semblables au moyen des aimants factices de Knight et de Ingcnhousz. Ces aimants sont composés de diverses poudres ferrugineuses, dont on forme une pAte au moyen de quelque substance liante, comme une huile siccative, et que l'on aimante quand elle s'est durcie.

Il nous reste à expliquer comment les éléments magnétiques peuvent donner à l'aimant qu'ils forment deux pôles séparés et une ligne neutre : considérons

THÉOBlli: DES DEUX FLUIDES. 15

uoe seule file d*éléments magnétiques AB ( fig. 8*74). Si ces éléments ne modifiaient pas mutuellement leur état magnétique, leurs effets sur un point extérieur se neutraliseraient dans toute la longueur de ia file, excepté aux extrémités, où le fluide positif de A et le fluide négatif de B agiraient isolément. Mais les éléments magnétiques exercent les uns sur les autres des actions dont dépend l'état final. Considérons un élément a, tous les pôles positifs des éléments qui sont du côté B agiront plus fortement sur a que leurs pôles négatifs, qui sont plus éloignés. De même, les pôles négatifs de tous les éléments qui sont du côté A auront sur a une action plus forte que les pôles positifs. Les deux parties Ba, ak de la série tendront donc à augmenter la force magnétique de l'élément a en y décomposant du fluide magnétique neutre. Il est facile de i^oir que la force magnétique des éléments augmente des extrémités au milieu. En ^et, l'élément situé à la gauche d*un élément a, pris dans la moitié B de Taimant, est soumis à faction d'un élément de moins situé à l'extrémité de gauche, mais il reçoit celle d'un élément de plus placé à l'extrémité de droite ; et comme ce dernier élément est plus rapproché de l'élément considéré que celui de gauche, on voit que l' effet total est plus grand que celui que subit l'élément a, qui est plus prés de l'extrémité B. La force magnétique diminue donc, du milieu aux extrémités; il en résulte que les actions des pôles en regard, de deux élémeats consécutifs, sont différentes. Ainsi, dans la moitié B, l'intensité du fluide négatif d'un élément l'emporte sur celle du fluide positif de l'élément situé à sa droite, de manière que les actions du fluide négatif dominent dans la moitié B. De même, les actions du fluide positif dominent dans la moitié A. En soumettant au calcul les effets des divers éléments les uns sur les autres, et admettant que les intensités des forces magnétiques varient en raison inverse des carrés des distances, comme nous le verrons plus loin (1211), Poisson a démontré que la somme des actions que reçoit un élément de la part de tous les autres, diminue du milieu aux extrémités, d'abord lentement, puis très rapidement. Il en résulte que la difl'érence entre les forces magnétiques de drâx éléments voisins, et par conséquent entre leurs pôles les plus rapprochés, aogmente à mesure qu'on s'avance vers les extrémités. Or, c'est cette ditférence qui agit à l'extérieur; la force magnétique augmente donc rapidement du milieu aux extrémités. Vers le milieu, les différences de force magnétique sont à peine sensibles, et les efl'ets extérieurs peu prononcés, quoique les éléments soient plus aimantés que près des extrémités. Nous verrons que l'expérience confirme tous ces résultats (1216).

ii99. Pôles mathémaiiqaea d*nn aimant. — Considérons un centre magnétique, contenant, par exemple, du fluide positifs et situé à une distance assez grande d'un aimant pour que les droites menées de ce centre aux dilférents points de l'aimant puissent être regardées comme parallèles. Chacun des points de la moitié négative de l'aimant est attiré, et d'autant plus fortement qu'il est plus rapproché de l'extrémité. Toutes les attractions parallèles ont Qoe résultante, dont le point d'application est situé dans l'intérieur de l'aimant,

16 MAGNériSMC.

à ane certaine distance de Textrémité. Ce point d'application se nomme pâle de Taimant. Il existe un pôle semblable dans Fautre moitié, qui est le point d*application de la résultante des forces répuUives exercées sur le centre magnétique considéré. On voit que le mot pôle reçoit ici un sens différent de celui que nous lui avons donné jusqu'à présent.

Si nous considérons un centre magnétique peu éloigné, les forces ne seront plus parallèles, et les points d'application des résultantes n'auront plus les mêmes positions. Ces positions dépendront de la situation el de la distance du centre magnétique. En outre, ce dernier pourra modifier l'état magnétique de l'aimant en en augmentant la force, et rapprochant la ligne neutre de son côté. Quand on parle des pôles d'un aimant, on suppose toujours que le corps magnétique sur lequel il agit, ou qui agit sur lui, est assez éloigné jpour que les actions sur les différents points puissent être regardées comme parallèles.

iSHO. Les llnides magnéClqnes ne «e transportent pas. — Quand le fer est soumis à l'action d'un aimant, les fluides positif et négatif provenant de la décomposition du fluide neutre , ne se transportent pas aux extrémités, mais la décomposition se fait dans chaque élément magnétique. En effet, si l'on sépare avec des cisailles, une partie d'un brin de fil de fer suspendu à un aimant, le fragment qui se détache se trouve à l'état neutre ; ce qui prouve que ce fragment contenait des quantités égales des deux fluides, quoique l'action du fluide de même nom que celui du pôle le plus rapproché de l'aimant y prédominât. — En outre, le fluide magnétique ne peut sortir des aimants, pas plus que des substances simplement magnétiques ; car les aimants peuvent, sans perdre de leur force, communiquer leurs propriétés aux corps susceptibles d'être aimantés.

Dans la théorie de Coulomb, on admet que la quantité de fluide neutre contenu dans les corps magnétiques est indéfinie. Mais nous verrons qu'il y a, dans certains cas, une limite maximum, et nous ferons connaître une autre théorie, établie par Ampère, dans laquelle on montre que les propriétés des éléments magnétiques sont dues à l'électricité disposée d'une manière particulière (v. ch. VI).

«SOI. Forée eo€reitiire. — Les fluides magnétiques séparés dans un barreau de fer par l'influence d'un aimant, se recomposent dès que cet aimant est éloigné, h cause de l'attraction qu'ils exercent l'un sur l'autre. Si, malgré cette attraction, il n'en est pas de même dans les aimants, il faut évidemment qu'il existe dans ceux-ci une cause particulière qui s'oppose à la recomposition des fluides. Cette cause inconnue a reçu le nom de force coërâtive. Le caractère de celte force est de s'opposer, dans les éléments magnétiques, au mouvement des fluides tendant soit à les séparer, soit à les réunir après la séparation. La force coërcitive dépend à la fois de la nature du corps magnétique et de l'arrangement de ses molécules. On peut dire, en général, que tout ce qui augmente la dureté augmente aussi cette force. L'acier recuit ne possède pas de force coërcitive ; mais quand on le trempe, il devient dur et cassant,