DES PHÉNOMÈNES MAGNÉTIQUES

§ I. Théorie du magnétisme en mouvement.

Avant le beau travail de M. Faraday sur l’induction ëlectro-magnétique, pour expliquer les deux actions découvertes par M. Arago dont j’ai déjà parlé , plusieurs physiciens avaient pensé que chaque pôle de l’aiguille donnait naissance à un pôle de nom contraire sur le disque en mouvement qui se produisait et se détruisait avec une grande vitesse, moindre cependant dans ce dernier cas que dans l’autre. On fut encore obligé d’admettre que les parties de la plaque qui se trouvaient en avant de l’aiguille dans le sens du mouvement, et celles qui étaient en arrière , exerçaient des actions inégales; dès lors l’aiguille se trouvait entraînée, en vertu de cette inégalité, par le mouvement de la plaque ou retardée dans son mouvement propre , comme l’indique l’observation.

M. Poisson a regardé cette explication comme insuffisante. (c Comment, dit-il , pourrait-il arriver que la différence d’action des deux parties d’une plaque de cuivre produise , parallèlement à sa surface, des effets aussi grands que ceux que l’on observe, tandis que son action totale ne donne lieu , dans le sens normal, qu’à des effets presque insensibles dans l’état de repos?

Ayant déjà donné la théorie mathématique de l’action des corps aimantés par influence, lorsque les fluides boréal et austral sont parvenus, dans leur intérieur, à l’état d’équilibre, il s’est proposé aussi de résoudre la même

question dans le cas du mouvement (i). Pour expliquer la différence d’action du magnétisme dans les deux états de repos et de mouvement, il remonte aux premiers principes qui ont servi de base à sa théorie du magnétisme et que nous avons fait connaître précédemment. Ainsi je n’y reviens pas. J,e rappellerai seulement qu’il a nommé éléments magnétiques les petites portions des corps dans les-^ quelles les fluides boréal et austral peuvent se mouvoir, et qui sont séparées les unes des autres par d’autres portions imperméables au magnétisme. La proportion de la somme de leurs valeurs au volume entier du corps varie dans les différentes matières ; ce qui suffit pour expliquer comment, dans l’état de repos, ces matières donnent des signes de magnétisme plus ou moins marqués sous l’influence des mêmes forces extérieures. Cette proportion dépend aussi de la température des aimants. Il suppose que dans l’acier ainsi que dans les substances susceptibles d’une aimantation permanente, la matière du corps exerce une action particulière sur les particules des fluides boréal et austral qui s’opposent à leur séparation et ensuite à leur réunion. Il en résulte que pour aimanter ces substances, il faut vaincre, au moyen d’une force extérieure, l’action de la matière pondérable, qu’on appelle force coercitive. Dans les corps oîi cette force est nulle ou insensible, la séparation des deux fluides s’opère sans résistance et les phénomènes magnétiques se produisent dès que la moindre force extérieure a commencé d’agir.

M. Poisson admet encore que ces substances exercent sur les particules boréales et australes une sorte d’action analogue à la résistance des milieux , qui retarde le mouvement des fluides dans l’intérieur des éléments magnétiques. Suivant lui, c’est cette espèce de résistance et non la force coercitive qui influe sur les phénomènes magnétiques des corps en mouvement. Les bases po-

(i) Annales de Chimie et de Physique^ l. xxxii, p. 225.

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sées , voici sa théorie : Si l’on approche un aimant d’une matière oîi la force coercitive est insensible et dans laquelle les éléments magnétiques sont en proportion quelconque, la décomposition du fluide neutre commencera aussitôt ef continuera jusqu’à ce que l’action du fluide libre fasse équilibre à la force extérieure, ce

qui aura infailliblement lieu si cette force est constante en grandeur et en direction. Mais si elle varie continuellement ou si l’aimant change de position , les deux fluides, au lieu de parvenir à un état permanent, se mouvront dans chaque élément avec des vitesses dépendantes, toutes choses égales d’ailleurs, de la résistance que la matière du corps leur oppose. On ne saurait donc déterminer à chaque instant la distribution variable des deux fluides dans les éléments ma«néti-

ques. On peut concevoir néanmoins qu’elle soit très différente de la distribution permanente qui a lieu dans l’état d’équilibre. Il fait une observation qui a pour but d’indiquer une cause probable de la différence d’action magnétique, que l’expérience fait connaître, entre les corps, quand ils sont en repos ou en mouvement. Son analyse embrasse les deux cas et est indépendante de toute hypothèse relative à la disposition des deux fluides dans les éléments magnétiques. Elle est fondée sur le principe suivant :

« Si un élément magnétique de forme quelconque est «soumis à l’action d’une force donnée, qui soit la « même pour tous les points, l’action qu’il exercera sur « un point extérieur, de position détermirîée , aura pour « expression la somme des trois composantes de cette « force multipliée par des fonctions du temps qui se- « ront nulles dans le premier moment , et qui acquer- « ront des valeurs constantes après un court intervalle « de temps : ce temps très-court dépendra de la vitesse « des deux fluides ou de la résistance que la matière « oppose à leurs mouvements. (3n fait abstraction, comme « on l’a dit, de la force coercitive dont l’effet se ferait « sentir pendant un temps bien plus long et qui em-

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a pêcherait même toute décomposition du fluide neutre «de commencer, tant que la force extérieure n’aurait « pas une grandeur convenable. »

Il tire de ses calculs la conséquence suivante, qui est conforme à l’expérience, savoir: Qu’une matière dans laquelle les éléments magnétiques sont très-rares et qui n’exerce qu’une très-faible action sous l’influence dune force constante, peut en exercer une très-puissante sous 1 influence d’une force variable^ et réciproquement, quand les constantes, relatives à ces deux genres d action, sont données en nombre pour chaque corps en particulier et pour differents degrés de chaleur. M. Poisson a ramené la question à la solution de ce problème : Déterminer l’action magnétique exercée a chaque instant par un corps de forme quelconque en repos ou en mouvement, sur un système de points donnés de position ; ce corps étant soumis a des forces dont les composantes sont aussi données en fonction du temps. Les équations qu’il a obtenues se résolvent facilement, dans le cas d une sphère homogène tournant sur elle-même avec une vitesse constante , quand la force qui agit sur elle est égale pour tous ses points, comme l action de la terre ou celle d’un aimant trèséloigné; son état magnétique est le même que si elle est en repos et que 1 on ajoute à la force donnée une autre force semblable, dont la direction soit perpendiculaire à l’axe de rotation , et même à très-peu près normale au plan passant par cette droite et parallèle à la force extérieure ; résultat conforme à une proposition générale que M. Barlow a énoncée et qu’il a conclue de ses observations citées plus haut.

Il a aussi appliqué les formules générales au cas d’une sphère en repos, dont la température varie avec le temps et du centre à la surface, et dont tous les points sont soumis à des forces égales et parallèles. Son état magnétique et l’action qu’elle exerce au dehors dépendent de la vitesse du refroidissement, et ne sont