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, a PERIODE, CHAPITRE PREMIER. l83

.^flesae.cpntaqt, dans tous les c.oiyst eyj lajpçiisee ,.f^J'«i^ $es-cprps, moin;* bons conducteurs .que lçs ,Àj$0P*3,Q.n pourrait former > de même qu'avec, f^/dpçpjeR, un instrument assez actif pour produire des secousses et des étincelles (i). Il s'empressa aussitôt appliquer ce . principe aux organes électriques de la -; torpillé et du gymnote, composés de seuls conducteurs humides,, Il .regarda comme probable . que les petites .Jpjphes ou pellicules de ces organes, placées, les unes pjofjçft autres,.dâns chaque colonne, étaient alternativeyWbi. formées, dç conducteurs appartenant moitié,^ la ^OGWU&me classe t pipitié à la troisième, et ,qu$ chaque 0çûiipte se% trouvait, séparée par uu,e couche humiqe. ., Suivant cett£ théorie, la commotion que communique li torpille serait le résultat d'un effet mécanique et non ..instinctif. iV- ..■'.">

, Jf. detlumboldt, conjointement avec M. fionplanq, ,fit.£i) Amérique des observations très-curieuses sur les .habitudes et les moyens de pêcher le gymnote. On en . pourra juger par le passage suivant, extrait textuellement de la, relation de leur voyage :

.. ,,«Nous partîmes., le 19 mars, de grand matin, pour Oe, petit village de Rastro de Àbaxo ; de là , les In- . « (liens, noUs conduisirent à un ruisseau qui , dans . le -«temps des sécheresses, forme un bassin d'eau. bourv^beuse, entouré de beaux arbres, de clusia, d'amyriset : « de mi m oses à fleurs odoriférantes. La pêche des gym- -Hf notes , avec des filets, est trèsrdifïicile, à causer de ; * l'extrême agilité de ces poissons, qui s'enfoncent dans «, la. vase, comme des serpents. On ne voulut point em- .'.« ployer . le bajbasco, c'est-à-dire les racines: du piscipMia erithryna, du façquinia armillaris et de quelques .«espèces de phyllanthus qui, jetées dans une mare, -, « enivrent ou engourdissent les animaux .: ce moyen au- « rait affaibli les gymnotes. Les Indiens nous disaient

(1) Annal, de Ch., t. xi*, p. a55.

l8A DES POISSONS ÉLECTRIQUE*.

lit ( .jl'lliH.'Sfl'i li.iJMAIi:» f i<K»i;: l*i c

« qu'ils allaient pêcher, avec des, chevaux. Nqus eûmes « a e âla peine a nous faire, une idée de( cette pèche « extraordinaire; mais bientôt nous vîmes nos guides « revenir, dp la savane, ou ils avaient tait une battue « de chevaux et de mulets non domptes. Ils en amenécf rent une trentaine qu on força a entrer dans la mare. « Le bruit extraordinaire cause pair' le piétinement « des chevaux fait sortir les poissons de la vase et les « excitp au combat. Les anguilles jaunâtres et livides, <c semblables a de grands serpents aquatiques, nagent 9 a la surface de 1 eau, et se pressent sous le ventre des « chevaux et des mulets. Une lutte entre des animaux ^•aune organisation si différente offre le spectacle le « plus pittoresque. Les Indiens; munis de harpons et de «•roseaux longs et minces, ceignent étroitement la mare; « quelques-uns d entre eux montent sur les arbres dont « lep branches s'étendent horizontalement au-déssûs"de « la surface de 1 eau. Par leurs cris sauvages et la Ion- « gueur de leurs joncs, ils empêchent les, chevaux de «, se sauver en atteignant Fa rive du bassin. Les an- Vgiïillès,' étourdies' dii bruit, se défendent par 'la dé- « charge réitérée de leurs batteries électriques. Pendant '«'long-temps elles ont l'air de remporter là victoire. ',« Plusieurs chevaux succombent à la violence' dés coups « invisibles' qu'ils reçoivent de* toutes parts dans les ôr- « "gàries les plus essentiels à la vie ; étourdis par là Force ' « et' îà fréquence des commotions, ils dispâràissentèbùs '/« Teàiï.' D'autres, haletant, fa crinière hérissée, les yéûx ' « hagards, et exprimant l'angoisse, se' relèvent et "dhër- ; '« "cherit'à fttir Tôrâgè qui les surprend. Ils sont repousses «' par. lés Indiens au ihilieîi de l'eau : cëpëftdarit un * j>ëtit ' a nombre' parvient à tromper l'activé Vigilance des pê- : «cheùrs Oh lés voit gagttéf la rivé; bi^ônèhèf à éhà^ue '«'pas, sétètidve dans lé sablé , èXéédé^ dé fatigue et les • "«.memfctcs1 engôut'dfe pat» lès côlhtnôtlôhà êlëctrlqUèà des

a En moins de cinq minutes, deux chevaux étaient « noyés. L'anguille, ayant cinq pieds de long et se près-

♦ •* « « ii i ( d | ■»•» . i»:ii»ii-". v t l

a6 PERIODE , CH\ϻITRE PREMIER. . l85

« sant contre le ventre des chevaux, fait une décharge

*« - diéT ' tbùté' Tétertaiï ë déport organe électriqiïè'.iEïlè âtta-

•èr qtië à la fois le cœhr, les viséètes et le "phxus coeliticûs

'Si des nerfs* abddmihaux. Il est naturel que l'effet qu'é-

djirôUveiit les chevaux soit plus puissant que celujque

fcîe'iîiême poisson produit sur l'homme lorsqu'il ne le

« touche que' par une des extrémités. Les chevaux fle

*' sont, probablement pas tués, mais simplement étoufr-

« dis: Us mendient; étant dans l'impossibilité de se relever

*t par là hatte prolongée eritre )efc autres chevaux tet lès

* gymnotes.

41 "«'Nous ne* doutions pas* que la pêche ne se terminât

« par la4 mort successive de* animaux qu'on y employait;

«'ihtfte'peti à peu l'impétuosité de ce combat inégal di-

r mirtue;: . les gftttutotes fatigués se dispersent. Ils ont

a'bfcsoirï d*uh ltmg repos et d'une nourriture abondante

44r]fout* fépdrcr Ce qu'ils ont perdu de force galvanique.

'* Lfe& mtrtets et les chevaux parurent moins effrayés; ils.

tt'îfré? hérissaient plus la crinière ; leurs yeux exprimaient

« moins l'épouvante- Les gymnotes s'approchaienttiifli-

'«efement dtrbord des marais, où oïi les prit au moyen

'«de petits- harpons attachés à de longues cordes; Lors*

"«tfûe les' cordes sont bien sèches, les Indiens, en sou-

;,Hmnt le poisson dans l'air, ne ressentent point de

* Commotions. En peu de minutes, nous eûmes cinq

'* gfarides anguilles , dont la plupart n'étaient que légè-

« rement blessées. D'autres furent prises vers le soirpar

«'tes mêmes1 moyens.

""' * IÀ température des eaux dans lesquelles vivent ha- -,rbittrelterïient les gymnotes est de a6Q à 27°. On assure '"« que leur* force électrique diminue dans1 les eaux plus ' «froides ; 'et il est assez remarquable, en général , comme '«H V déjà observé un physicien célèbre, que les animaux "V<toàiéfrJ d'organes électromoteurs ', dont les effets* de- •c Vièttueiit sensibles' à . l'homme , ne se rencontrent -pas ^rd^^Fairvtnafe'dansinï fluidcconducteur de i'éléc- ^tfititéi^Iiè /gytamote eèt le1 plus gratrd. dès' poissons

l86. DES P01SSOWS EXECTRIQUES.

« électriques; j'en ai mesuré qui avaient cinq pieds à « cinq pieds trois pouces de long. Les Indiens assuraient « en avoir vu de plus grands encore. Hous avons trouvé « qu'un poisson qui avait trois pieds dix pouces de long « pesait douze livres. Le diamètre transversal du corps « était (sans compter la nageoire anale, qui est prolon- . « gée en forme de carène) de trois pouces cinq lignes. <i Lus gymnotes du Cano de Bera sont d'un beau vert « d'olive. Le dessous de la tète est jaune, mêlé de roui or Deux rangées de petites taches jaunes sont placées « symétriquement le long du dos, depuis la tète jusqu'au « bout de la queue. Chaque tache renferme une ouverts ture excrétoire : aussi la peau de l'animal esteonstam- « ment couverte d'une matière muqueuse, qui, comme « Volta l'a prouvé, conduit l'électricité vingt à trentf « fois mieux que l'eau pure. Il est, en général, assea « remarquable qu'aucun des poissons électriques, décou- « verts jusqu'ici d;ms les différentes parties du monde, o ne soit couvert d'écaillés. »

MM. de Humboldt et de Bonpland n'ont pu découvrir aucun phénomène de lumière électrique ni aucune trace d'électricité libre. Je conçois parfaitement que l'on puisse reconnaître aucune trace d'électricité, attendu que la commotion paraît être le résultat d'un effet analogue à celui de la bouteille de Leyde, qui est le résultat d'un rétablissement d'équilibre,

MM. de Humboldt et Gay-Lussac, en 180a, firent quelques expériences, à Gênes, sur la torpille; ils sesonl attachés particulièrement à déterminer les conditions dans lesquelles la torpille ne donne pas à l'homme la commotion. Ils trouvèrent que l'on ne commence à la sentir que lorsqu'on élève la torpille au-dessus de la surface de l'eau, et quand elle a lieu, elle remue d'une manière convulsive les pennes pectorales; qu'il faut l'irriter pour qu'elle lance sa commotion, car on la touche souvent impunément lorsqu'elle est tranquille. Ils observèrent de nouveau que l'électromètre le plus sensible

a* PÉRIODE, CHAPITRE PREMIER. 1 87

n'indiquait aucune tension électrique et qu'il était nécessaire de toucher immédiatement le corps de l'animal pour éprouver la commotion.

§ XX. Théorie mathématique de F électricité statique.

En i8ï2, M. Poisson (i), en considérant chacun des deux principes électriques comme un fluide incompressible dont les particules, douées d'une parfaite mobilité, se repoussent mutuellement et attirent celles de l'autre principe, en raison réciproque du carré de la distancé, et en admettant en outre, qu'à égaie distance, le pouvoir attractif est égal au pouvoir répulsif, a cherché lés conséquences mathématiques que l'on peut en tirer. Les résultats auxquels il a été conduit se sont trouvés parfaitement d'accord avec ceux que Coulomb avait obtenus par l'expérience. Le célèbre géomètre français a d'abord trouvé, comme l'expérience l'avait appris à Beccaria et à Coulomb, que tout le fluide électrique introduit dans un corps se porte entièrement à la surface où il forme une couche extrêmement mince. Il détermina ensuite la surface intérieure de cette couche , ainsi que son épaisseur; quant à la surface extérieure, elle setrouve être la même que celle du corps, puisque l'électricité n'y est retenueque par la pression de l'air. Aussi M. Poisson a-t-il considéré l'air comme un vase imperméable de forme donnée, qui contient le fluide dans sa capacité intérieure et résiste par la pression à la tendance qu'il a de s'échapper. Là surface intérieure de cette couche se trouvant peu différente de l'autre, puisqu'elle est très-mince, pour en déterminer la forme et l'épaisseur, qui n'est pas la même sur toutes les parties de la surface, M. Poisson établit . .

fi) Mémoire de l'Açad. tics Se. de l'Institut de France.

1" Mémoire sur la distribution de l'électricité à h\ surface de» f-OV\à conducteurs, l. XII, |>. I. — 1' Mémoire, p. i6î,, 1811.

Voir le précis que M. Biot a donné de ces deux Mémoires, tffths son Traité de Physique.

■ 88 THKORir: MATIIÉM. DE l'ÊLT.C. STATIQUE.

dans ses. cajculs la condition (|ue le corps ne peut demeurer d'ans ùii état électrique permanent, qli'aùta'h't' que la formé de la surface est telle que la couche1 entière ' n'exerce ni attraction ni répulsion 'sur les points qui se trouvent dans sa cavité. Quand le corps est une sphère, les deux surfaces de la côiiche électrique sont également sphériques. Si l'on considère un ellipsoïde, la surface intérieure de la couche se troiive être également un ellipsoïde concentrique et semblable. Son épaisseur est la plus grande au sommet du plus grand axe et la moindre au sommet du plus petit; il en résulte que les épaisseurs aux deux, sommets sont en raison des longueurs 'dès-

On sait que l'électricité n'est retenue sur la surface des corps que par ta pression de l'air ambiant, et que cette pression n'est pas la même en loirs les points/ M. Poisson l'a déterminée par le calcul. A l'extrémité d'un cône, elle deviendrait infinie si ['électricité pouvait' s'y accumuler.

Sur un ellipsoïde allongé de révolution, elle est d'autant plus considérable aux deux pôles, que l'axe qui les joint est plus grand par rapport au diamètre de réqùà-

ir; l'une et l'autre sont dans le rapport dii carré' cte

Taxe de:

pôles au

'aPP' .

lu diamètre de l'équaleur. Il

résulte de là que si 1 ellipsoïde est très-allongé , la pression électrique est très-faible à l'équatéur, tandis qu'aux pôles elle peut acquérir une intensité suffisante pour vaincre la résistance de l'air; c'est précisément ce qui' arrive dans une barre métallique qui a la formé du corps dont il est ici question, car l'expérience prouve que tout fluide électrique se porte, eu grande partie, vers Tes extrémités, d'où il s'échappe quand sa tension est suffisante.

M. Poisson s'est occupé ensuite d'un cas plus composé. C'est celui où plusieurs corps éleetrisés et conducteurs sont placés à "des dislances telles qu'ils peuvent exercer des actions pa.r influence [es uns sur les autres. Dans ce cas., la distribution. de l'électricité sur ces .corps

.l'MifriTi:, :m.!.'! .• .'«■ i ir •:•*!/ *r .::;;<':•:?• « < > ;„ a' PERIODE, CHAPITRE PREMIER. l8()

est. soumise a une condition, mathematfaue août voici I énonce : ... . , A

« Si plusieurs corps conducteurs electrises sont niis « en présence les. uns des autres, et quils* parviennent «a un etatt électrique permanent, il faudra, dans det « état, que la résultante des actions des couches el£e- « Iriqlies qui les recouvrent', sur un point qûefconqùe « pris dans l'intérieur d'un de ces corps, soit nulle. Car « si cette résultante n'était pas nulle, l'électricité corner binée qui réside au point que l'on considère, serait « décomposée, et l'état électrique changerait contre la « supposition que l'on a faite de sa permanence. »

En soumettant ce principe au calcul, M. Poisson en a déduit autant d'équations que l'on considère de corps et que le problême renferrnfiL d'inconnues. Il est parvenu à résoudre les équations pour le cas où deux sphères chargées d'électricité quelconque sont mises en contact ou en présence l'une de l'autre. Il a déduit de ses formules des résultats absolument semblables à ceux que Coulomb avait trouvés par l'expérience, dans les mêmes circonstances; par exemple, lorsque deux sphères, d'inégal diamètre, étant mises en contact et électrisées ensuite, si on les écarte successivement l'une de l'autre en les maintenant isolées, l'état électrique de chacune d'elles éprouve des variations singulières que le calcul a déterminées avec une grande précision : à l'instant du contact, les deux sphères sont électrisées de la même manière; mais au point de contact même il n'existe pas d'électricité libre. Maintenant, si l'on sépare les deux sphères, il n'en est plus de même; l'électricité de la petite sphère est décomposée, en raison de l'action par influence de la seconde sphère : celle qui est de nature contraire à celle de la grande se porte vers le point où le contact avait eu lieu avant. Cet effet diminue à mesure que Ton écarte les deux sphères et disparaît à une certaine distance. Alors l'ancien point de contact sur la petite sphère se retrouve dans l'état naturel; h une plus grande distance encore , ce point reprend la même espèce

IQO THÉORIE MATHÉM. DE i/ÏLEC. STATIQUE.

d'électricité que celle qui est propre à la sphère dopt il fait partie. Tous ces effets sont pleinement confinées par 1 expérience. Cet exemple suffit pour montcçr avec quelle précision toutes lés Formulés de M*. Poisson représentent (es phénomènes relatifs a l'^léptncïte statique, qui on(; pu être soumis au calcul, etquet àéare jïe confiance on peut y attacher. <»['.••

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AKfiHÇftCpgg 8UB. LE MAGNÉTISME TBRftESTftE.

. I '> : '• . . ' "' ïl'. '. . . I S, . . • .' ; . ' - •

J L Dç têqyiàtçur magnétique 7 et des ççurhés, sans

déclinaison.

Il faut trois éléments pour déte^tninieir la force1 îtta-

là dii-éction cfè cette force, le nombre d'ôscllteifotià . sôftîrttériâïtè7. tes premières tentatives ouï furent faites | %ûf observer simultanément Ces trois éléments', sont

di

dtiés à Balléy , atiiouel le gouyetneYnent anglais confia liti Wséau, à Cet effet ^ vers ijoo; mais lés résultats qu'il hpporta de sbh voyage, ainsi que ceux de la plupart dèé autres observateurs qui vinrent après lui, manquaient d'ensemble j parce que les aiguilles aimantées dont ils firent usage n'étaient pas semblables et n'avaient pas même été Ctonparéeé lés urtes aux autres; aussi. trou,vèrenb-iIs des , fifférënces dont ifs ne purent rendre compte. Depuis trente \ W#; des expéditions 'Ont sillonné lé globe dans toutes ; fe directiotis, munies d'instruments comparables, et éii | fat rapporté une foulé de documents précieux poxit Fetiidè du magnétisme sur le globe.

Les observateurs s'occupent depuis long -temps de détérmifïer la position de réquatèur magnétique, c'està-dire de lf courbe formée de tous les pbirits où ÏÏticlïnaïsôn est nulle. On fcrut d'abord que bette coorbe était- ira grand eerele dont le plan incliné tf-en IPW.-ia ..4çgré? gurcelqj 4$ réquate^iL' jcoypait celui-ci *n deux points ou nœuds , dont l'un , le plus oeddenp Hétàit'sWUé ter» n5? #4( de longitude à FoCcident

•VV.- -:i t''-r •»

iga de l^quateur magnétique.

de Paris, dans l^n\er du SudTret \e nœud opposé à ^95° 34; "ué longitude'' également occidentale. Mais M. Biot (1), en discutant les observations de Williams Bâyîy- et- A>:Cbok i faîtes sur deux Mtnnënfs -différents qui voyageaieut ensemble en 1777 c'ans 'a mer ^u Sud, démontra que ces éléments étaient en défaut, dans toutes les parties de cette mer situées au-delà du noeud occidental entre. 11 5° et 2.700. Il résulte de ce travail* qu'entre 256° de longitude occidentale et i58° 5o* de longitude également occidentale , l'équateur magnétique coupe encore, unç fais: au. *nqù)$ Xéquateur .terrtçptre5 ce qui exige ^qu'il le rençpntre, iine aut^p foi$,r ^ès; des côtes orientales de l'Afrique,. attendu que. dans l'océan Atlantique, on le retrouve avec une latitude' australe* D'après cela -il y aurait donc au moins trois nœud? et peut-être quatre. Je dois ajouter que M. Freyçinet, pans son Voyage autour du monde dont il sera question plus loin, a constaté l'inflexion singulière de> l'équateur magnétique dans la mer du Sud % qui se déduit également des observations de Cook. C'est- eh discutant tous les résultats, que Ton pourra voir si Cette inflexion a tqujours la même étendue et si elle change de place. ' . '

. M. Mprlet (a), au -moyen- d'une méthode particulière d'interpolation (, détermina avec exactitude la position de ces nœuds ainsi que la vraie forme, de l'équateur magnétique. Il y est parvenu, non pas au moyen des observations dans les lieux où l'inclinaison est nulle* mais par une discussion suivie des observations faites. en des points où l'inclinaison est fort petite. La loi -qii/U a établie, représentant tous les phénomènes 9 peut être considérée comme exacte; au surplus, il en a vérifié l'exactitude par deux méthodes différentes.

M. Haustéen s'est occupé également de la détermina»

' I II 11 ■ » I ■ I 11 I II III 1 II t IH > I .^y— tH» i > > I I il . — »— *^»it

(1) Précis élértiëntaire de Physique;' Biôt / a* édit. , ' v6î. 'ir,

•. (Si) Mémoire! ^es $ayaats étftngçvs- de l'j«stuprt de Pf^in^ t. iv, p. 697.

2e PERIODE, CHAPITRE SECOND. Ig5

tion de l'équateur magnétique; en partant, comme M. Morlet, des observations de 1 780 , les résultats auxquels il est parvenu présentent dans quelques points de légères différences avec ceux qui ont été obtenus par ce dernier physicien. M. Arago les a comparés de la manière suivante (1) : L'un et l'autre physicien placent l'équateur magnétique en totalité au sud de l'équateur terrestre, entre l'Afrique et l'Amérique. Le plus grand écartement de ces courbes correspond à environ 26° de longitude occidentale : il est de 1 3 ou i4ô dans la carte de M. Hansteen. On trouve un noeud en Afrique par 220 de longitude orientale. M. Morlet le place 4° p'us à l'occident.

Suivant l'un et l'autre, si l'on part de ce nœud, en «'avançant du côté de la mer des Indes, la ligne sans inclinaison s'éloigne rapidement vers le nord de l'équateur magnétique, sort de l'Afrique un peu au sud du cap Guardafui et parvient dans la mer d'Arabie à son maximum d'excursions boréales (environ J2°)par 6a° de longitude orientale. Entre ce méridien et le 174° de longitude, l'équateur magnétique se maintient constamment dans l'hémisphère boréal. La ligne coupe la presqu'île de l'Inde, un peu au nord du cap Comorin; traverse le golfe du Bengale, en se Rapprochant légèrement de l'équateur terrestre, dont elle n'est éloignée que de 8V, à l'entrée du golfe de Siam; remonte ensuite un tant soit peu au nord; est presque tangente à la pointe septentrionale de Bornéo, traverse l'île Paragua, le détroit qui sépare la plus méridionale des Philippines de l'île Mindanao, et sous le méridien de Waigiou se trouve de nouveau placée à 90 de latitude nord. De là, après avoir passé dans l'archipel des Carolines, l'équateur magnétique descend rapidement vers l'équateur terrestre, et le coupe, d'après M. Morlet, par 174°, et suivant M. Hansteen, par 1870 de longitude orientale. Il y a beaucoup moins d'incertitude sur la position d'un second nœud, situé aussi dans l'océan Pacifique : sa lon-

(1) Annales de Chimie et de Physique, t. xxx, p. 348. L i3

ig4

i>E L'ÉQCATÉtR MAfcïtÈTlQrjE.

gttude occidentale doit être de iao° environ. Mais taridisque les recherches de M. Morlet l'ont conduit à admettre que l'équateur magnétique, après avoir seulement touché l'équateur terrestre, s'inûVchit aussitôt vers le sjd, M. Hausteen suppose que cette courbe passe dans l'hémisphère nord, sur une étendue d'environ i5r de longitude, revient ensuite couper de nouveau la ligné équinoxiale à a3" de distance de la côte occidentale d'Amérique. Du reste, pour qu'on ne s'exagère point cette discordance, nous devons dire que, dans son excursion boréale, la courbe sans inclinaison de M. Hansteen ne s'éloigne pas de l'équateur terrestre de plus d'un degré et demi, et qu'en définitive cette ligne et celle de M. Morlet ne sont nulle part à deux degrés de dislance l'une de l'autre dans le sens des cercles de latitude.

Il paraît que l'équateur magnétique a un mouvement de translation, d'année en année, de l'est à l'ouest, autant que l'on peut en juger par les observations directes des nœuds. Les deux nœuds de M. Hansleen et le nœud tangent de M. Morlet, dans la mer du Sud, se trouvent situés entre le 1080 et le 126" de longitude occidentale. M. Freycinet a trouvé en iHig, à bord de C liranie, que ce nœud était placé vers le 1 3a1' degré de longitude. Suivant le capitaine Sabine, comme on peut le voir dans son ouvrage publié par ordre du Bureau des longitudes de Londres, le point d'intersection des deux équateurs, qui était situé daus l'intérieur des terres, et assez loin des côtes en 17H0, s'est avancé d'orient en occident jusque dans l'océan Atlantique.

M. Morlet avait indiqué ce mouvement de translation de l'équateur, mais avec une certaine défiance, parce que les mesures d'inclinaison n'avaient pas été obtenues en changeant les pôles de l'aiguille. Il a avancé aussi comme très-probable que la forme et la position delà ligne sans inclinaison règlent, d'un pôle à l'autre, le sens danslequel doivent avoir lieu, dans chaque point du globe, les variations annuelles de l'aiguille aimantée. En appelant latitude magnétique d'uu point, la distance

ae PÉMrJBfe* «HÀtttfete SfccbMB. t$$

de ce ptiint à là ligttë sans ihelinaisôtt, Mesurée sbr 18 méridien magnétique ton sidéré ctitiltlle Uh gtutld cercle, il h trouvé que l'iftdlnaisdn de l'aiguille tliinihUë là où Je mouvement de translation de l'équ&tfrlir tfehd à diminuer là latitude rtlagtiétiqUfe, et qu'elle augmente au contraire partout où la latitude magnétique s'àgratidit. Ndtt* aurons l'occasion plus loin de montrer que cette Conjecture se trouve confirmée par des observatiotis postérieures.

J'ai déjà dit que l'inclinaison augrriehte de chaque côté de Ptkfuatfeur à mesure que Ton s'eii éloigne, avec ccttfe différence cependant que, datis lhéniisphère au*tral, c'est le pôle boréal qui plonge au-dessous de l'ho-' rieoti 4 tandis que c'est le contraire dans l'autre hémisphère. Ou a cherché ce qui arriverait si l'on $e bornait à la partie du globe pour laquelle l'équateur magnétique est à peu près circulaire, ce qui comprend l'Europe, l'océan Atlantique et la cote orientale du nouveau continent^). On a trouvé que l'inclinaison restait à peu près ' constante sur les parallèles situés à égale distance de cet équateùr, ce qui semblerait indiquer, en supposant que cette toi se continuât, que le maximum d'inclinaison eût lieu dans deux points opposés de la terre, dont l'un, situé vers le nord, Se trouverait à environ a5° de longitude occidentale et 760 de latitude boréale, et l'autre, diamétralement opposé, à 2o5° de longitude occidentale et jS° de latitude sud. Ces points seraient les pôles de l'équateur magnétique, si toutefois cet équateùr était circulaire. Dans ces points, les aiguilles d'inclinaison devraient s'y tenir dans une direction verticale. Mais il n'en est pas ainsi, autant que Ton peut en juger d'après lés observations faites, eu 181 8, dans les mers du Nord, par le* Anglais, qui se sont avancés à 63° de lotigitudë stor te parallèle de 7 5°. fis ont trouvé, à la vérité, dfcfe inclinaisons considérables qui surpassaient 84° 9 et des

(1) Précis AéufeftUrttti <te Wtfsfcjufc; Bkft, 4°«éit-.; Hl, n, p. 85%

I96 DE l'ÉQUÀÏEUR MAGNÉTIQUE.

déclinaisons occidentales qui allaient jusqu'à 87**. Le véritable pôle magnétique serait donc encore, dans l'hypothèse adoptée, plus occidental que ne le supposent les inductions précédentes.

MM. Biot et de Humboldt (1), dans un Mémoire sur les variations du magnétisme terrestre, ont cherché à déterminer par le calcul où devaient être placés les points d'application de la résultante des forces qui produisent les inclinaisons. Ils ont trouvé qu'il fallait admettre, pour qu'il y ait uù accord assez rapproché entre le£ résultats du calcul et ceux de l'expérience, qu'il y eût au centre de la terre un aimant dont les pôles fussent très-rapprochés de ce centre (2).

Mayer, le célèbre astronome, était parvenu à la même conséquence, en discutant les inclinaisons conuues de son temps. Cette hypothèse de deux centres magnétiques donnant pour l'équateur magnétique un grand cercle, ce qui ne s'accorde pas avec les observations des navigateurs , MM. Biot et de Humboldt ont été obligés de supposer, pour expliquer les écarts produits en vertu de l'inflexion, qu'il existait, vers les archipels de la mer du Sud, un centre particulier de forces magnétiques dont l'action se joignait à celle des deux autres. En suivant cette marche , on serait obligé de supposer encore l'existence de centres d'action, dans d'autres parties où l'on rencontrerait des inflexions qui ne rentreraient pas dans la loi générale. Ce grand nombre de pôles magnétiques exige que Ton s'applique à déterminer avec soin les éléments numériques de la force magnétique du globe en différents points de sa surface.

La théorie que je viens d'exposer satisfaisait alors aux besoins de la science. Au surplus, ce que l'on peut demander dans une question de cette nature, c'est d'établir des lois empiriques, qui embrassent le plus grand

(1) Journ. de Phys., t. lix, p. 429.

(a) Précis élémentaires de Physique; Biot, ne vol.

a* PERIODE, CHAPITRE SECOND. I97

nombre défaits possibles, et de les modifier successivement à mesure que l'expérience fournit de nouvelles données.

Les navigateurs ont cherché aussi à déterminer les lignes sans déclinaison. Us ont reconnu qu'elles suivaient des directions obliques par rapport aux méridiens magnétiques et présentaient des inflexions très-irrégulières. D'après des observations assez récentes, on a trouvé qu'il existait une ligne sans déclinaison dans l'océan Atlantique entre l'ancien et le nouveau monde, laquelle coupait le méridien de Paris vers une latitude australe d'environ 65 degrés; qu'elle remontait de là au nord-ouest jusqu'au 35e degré de longitude, après quoi elle devenait presque nord-sud, et longeait les côtes du Brésil. Cette ligne s'est déplacée considérablement de l'est à l'ouest depuis environ un siècle et demi. Ce déplacement ne s'est point fait uniformément.

Il existe encore une autre bande sans déclinaison opposée à la première, qui se partage en deux près du grand Archipel; la nouvelle branche se dirige du sud au nord et ressort dans la partie orientale de la Sibérie. Ces deux branches ou ne se déplacent point ou se meuvent avec lenteur, car il paraît que la déclinaison n'a pas sensiblement varié à la Nouvelle-Hollande depuis environ i5o ans.

. Cook a observé aussi une quatrième ligne sans déclinaison vers le point de la plus grande inflexion magnétique, mais elle n'a pas été suivie dans le nord , de sorte que l'on ne connaît pas son cours. Les navigateurs ont cherché aussi la série des points où la déclinaison était la plus grande. Cook a trouvé une ligne de ce genre dans l'hémisphère austral à 6o° 49 de latitude et 93° ^S de longitude occidentale comptées du méridien de Paris. Dans l'autre hémisphère, on a trouvé, comme je l'ai déjà dit, des déclinaisons qui vont jusqu'à près de 900. Dans les contrées où l'inclinaison est considérable, la force directrice horizontale doit être nécessairement très-faible; aussi les masses de fer qui se trouvent sur

lytf DKLINT. piiSfOACfcS J{4GHÉrjQrjE§ TERRESTRES.

l$s vqisseaux om le vQisinagè des mines (Je fer exercentr elles une influence marquée sur l'aiguille aimantée. On a attribué à cette cause les variations singulière* que Ton a trouvées dans sa marche auprès des pôles. On a observé à Londres que l'inclinaison éprouvait également des variations diurnes, mais lupins grande*

S rue la déclinaison. D'après les expériences qui qnt ét£ ailes au cap de Bonne-Espérance, depuis 1 75 f jusqu'en 1791), il y a eu un accroissement progressif de £° dan* l'inclinaison.

§ II. De V intensité dçs fçrcè$ mqgnçtiqiies

du globç,

Pour réunir tous les éléments relatifs au magnétisme terrestre, il faut déterminer l'intensité des forces magnétiques en différents points du globe. Les premières observations précises que nous ayons sur ce sujet important sont dues à M. de Humboldt, dans son grand voyage ? et h M. de Rossel , dans l'expédition de l'amiral d'Èntrecastedux. Le capitaine Freycinet a recueilli aussi, dans sou voyage autour du monde, des documents précieu* sur cette question , ainsi que plusieurs expéditions anglaises envoyées vers les pôles; mais on doit à MM. de Humboldt et de Rossel la découverte du fait important que l'intensité magnétique va en augmentant de l'équatfeur magnétique vers les pôles.

M. de Humboldt ( 1 ) s'attacha particulièrement dans ses observations magnétiques à déterminer la loi suivant laquelle yarie l'intensité des forces magnétiques, à diverses latitudes. Il découvrit, en se rendant au haut Orénoque et au Rio-Negro, perfdant l'été de 1 800, que cette intensité allait en croissant des basses latitudes aux pôles. Ainsi, la même aiguille de déclinaison qui avait donné, en 10 minutes, à Paris, <245ioscillations, n'en donnait plus que 22g

■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■■■■ii 1

j» yoyflgp 4? JjMpi}>oJt ef, Souple, ^ p*rU> ; Relation Jjistorigue, t. m. p. 61 5.

àGumana (lat. io° 28' bor. ) et 2 16 à San-parlos-del- Bio-Negro (lat. i° 53' bor.), et sous Féquateur magnétique 211. Cette observation sous Féquateur eut lieu en septembre 1 80a , et un mois plus tard , il vit de nouveau l'intensité augmenter dans l'hémisphère méridional, en seloignant de l'équateur magnétique.

M. de Humboldt, en publiant cette loi (1) de l'accroissement magnétique vers les deux pôles, montra aussi comment: les forces varient régulièrement par zpnes.

La grande intensité des forcps observée à Carthagène des Indes, à la Havane et au Mexique, prouve que la diminution des observations., sous l'équateur magnétique, ne peut être attribuée à un affaiblissement dans le magnétisme de la boussole. Au surplus, M. de Humboldt s'est assuré, d'une manière indirecte, que le magnétisme de l'aiguille n'avait pas changé; il a fait osciller son aiguille dans le méridien magnétique et dans le plan rectangulaire; l'inclinaison qu'il a déduite du calcul , au moyen de ces deux observations , s'est trouvée la même que celle qu'il avait obtenue directement pur l'expérience.

En comparant la grandeur de l'intensité exprimée par 2*4° oscillations à Carthagène des Indes ( lat. bor. io° a5) en avril 1800, à celle représentée par 241 à Madrid ( lat. Jbor. 4o° 1 5' ) , ce célèbre voyageur a découvert un autre fait très-important pour la théorie du magnétisme terrestre ; c'est le défaut de parallélisme des lignes isodynamiques et d'égale inclinaison. A Madrid , l'inclinaison était, en octobre 1798, de 770 62, et à Carthagène des Indes, peu de temps après, de 390 35'.

Les faits importants que je viens d'indiquer ont été confirmés, dans ces dernières années, par les nombreuses observations faites dans les expéditions anglaises aux régions polaires, et dans les voyages autour du monde par les navigateurs français.

(1) Journ. de Phy»., t. lxix, p. 433, *

Dans la région où elle se montre, on voit des rayons lumineux, diversement colorés, jaillir de tous les points de l'horizon. Le point du ciel oh tous les rayons se réunissent, est précisément celui vers lequel se dirige une aiguille aimantée, suspendue par son centre de gravité. Il a été reconnu de plus que les cercles concentriques qui se montrent presque toujours avant les jets humineux, reposent chacun sur deux parties de l'horizon également éloignées du méridien magnétique et que les points les plus élevés de chaque arc sont exactement dans ce méridien. Ces deux faits remarquables prouvent donc qu'il existe une relation entre les causes de l'aurore boréale et celles de l'aiguille aimantée.

D'après les observations qui ont été faites en différents points assez éloignés, il est prouvé que l'aurore boréale agit avant de se montrer sur l'horizon et que s<>n influence s'exerce à des distances considérables.

Les variations diurnes ne sont pas les mêmes d'un jour à l'autre. L'imperfection des instruments est une des causes qui se sont opposées au peu de progrès de leurs lois sur différents points du globe.

M. Arago (1) a discuté également toutes les observions relatives aux variations annuelles de l'aiguille a,mantée et à son mouvement rétrograde. -

Les plus anciennes observations prouvent que l'in- ^"Qaison a varié en Europe et par un mouvement dîngé dans le même sens. A Paris, en i58o, l'extrémité y* de l'aiguille déviait à TE.de 1 1° 3o'; eu 1664, elle etoit dans le méridien; depuis, la déclinaison est dévête occidentale, et, en 1817, elle était de 110 16. Le ra'fcntissement qu'on avait remarqué, il y a quelques Criées, dans son mouvement vers l'O. , avait fait supposer que le mouvement rétrograde aurait probablement lieu.

(*} Annal, de Ch. et de Phys., t. xvi, p. 54. Arago.

202 DES VARIAT. DIURNES DE 1/ AIGUILLE AIMANTEE.

M. le colonel Beaufoy, en Angleterre, a confirmé cette conjecture, en annonçant que l'aiguille était parvenue, en mars 1819, à la limite de sa plus grande amplitude occidentale et commençait à marcher vers TE.

L'aiguille aimantée, outre les variations dont nous avons déjà parlé , est soumise aussi à des oscillations annuelles, découvertes par M. Cassini, et qui paraissent se rattacher aux positions du solpil par rapport aux équinoxes et aux solstices (1).

« Dans l'intervalle du mois de janvier au mois cj'a- « vril, l'aiguille aimantée s'éloigne du pôle nord, en « sorte que la déclinaison occidentale augmente.

a A partir du mois d'avril, et jusqu'au commencement « de juillet, c'est-à-dire durant tout le temps qui s'é- « coule entre l'équinoxé de printemps et le solstice d'été, « la déclinaison diminue.

« Après le solstice d'été et jusqu'à l'équinoxé du prince temps suivant, l'aiguille reprend son chemin vers « l'ouest, de manière qu'en octobre elle se retrouve, à a fort peu près, dans la même direction qu?en mai : « entre octobre et mars , le mouvement occidental est a plus petit que dans les trois mois précédents.

ce ]| résulte de là que pendant les trois mois qui se sont « écoulés entre l'équinoxé du printemps et le solstice « d'été, l'aiguille a rétrogradé vers 1?E, et que dans les « neuf mois suivants, sa marche générale, au con- « traire, s'est dirigée vers l'O. »

M. Arago, voulant discuter les observations faites dans divers lieux, a pris la déclinaison moyenne de chaque jour, qui est la demi-somme des deux déclinaisons maximum et minimum, et la déclinaison moyenne de chaque mois, qui est là somme des moyennes de tous les jours du mois, divisée par le nombre de ces jours. 11 a placé dans un tableau les déclinaisons moyennes à Paris pour chaque mois, depuis Ï784 jusqu'à

(1) Annal, de Gfa. çt dç Phys., L xvi, p. do et sulv.

3e P£jijppf;7 CUA.PJTPE s^cqwo. ap^

1 788 ^ pt dans un autre, lets dépliijaispns moyennes à Jiàndfes, dfljiç I439 environs des équino$es e\ de$ solstices depuis I7g3 jusqu'en i8o5, calpulées d'après ks observations de 1VJ. Gilpin. En comparant tou$ pes réçqlUtSf on trouve un maximum de déclinaison ver? l'équinoxe du printemps et un minimum au solstice cl été, mais ^vjec cette différence que l'amplitude de l'oscillation a été pnoindre à Londres qu'à Paris.

M. Arago? en comparant les observations de M. G$ssini, à l'époque de 1786, avec celles de 1800, correspondîtes aux mesures de M. Gilpin, a trouvé qu'elles pç gifleraient l'ufl^ ^e l'autre, sous le rapport du inagnétispie,

3u'en qji seuj point. En 1786, le changement anupej e déclinaison était de 9; ce changement , en 1 800 f était à peine d'qqe minute. « D'après cela, il est digne « de remarqua, qjqute-t-jl, que le mouvement rétrograde ? qu'éprouve J'aiguille entre l'équinoxe du printemps et « |è solstice d'été, se soit affaibli en même temps que le « mouvement général et annuel vers l'O. »

Paiis \p même travail , M. Arago donne le tableau des pécjifiaisons niQyennes déterminées à Salem, aux États- Uni^ en 1810, par M. Bowditch. Dans cette localité, « déclinaison est occidentale, et diminue, depuis un gftnd norpbre d'années, graduellement d'environ deux Minutes par an. En examinant ces résultats, on n'y lrpuve qucune trace de la période de M. Cassini. La déclinaison n'a pas diminué entre l'équinoxe du printemps ft le soïçfice d'été; elle s'est graduellement accrue depujs aiyrïl jusqu'en août. On remarque, par compensation, nije diminution de cet angle entre septembre et décembre ; il semblerait donc que la période s'est transportée du printemps en automne. Si cette conjecture $e confirmait, les pscillations annuelles, suivant M. Arago, seraiçrçt réglée^ par les principes suivants :

a i° Quapd 1 aiguille, la déclinaison étant occideq- « taie, s'éloigne du méridien, elle éprouve un mouve- « ment rétrograde qui la rapproche de ce plan. G'-est « la découverte de M. Cassini.

204 DES VARIAT. DIURNES DE il AIGUILLE AIMANTEE.

« i° Cette oscillation rétrograde est d'autant plus « étendue que le changement annuel de déclinaison est « plus grand (cette conséquence résulte de la comparaison « des observations de M. Cassini avec celles de M. Gilpin).

« 3° L'oscillation disparaît et tous les mois donnent « à peu près la même déclinaison moyenne quand, l'ai- <c guille étant parvenue à la limite de sa digression oc- « cidentale, le changement annuel de déclinaison est nul. « Ceci résulte des observations de M. Beaufoy.

« 4° Enfin, lorsque la déclinaison occidentale diminue « d'année en année, on n'observe plus d'oscillations re- « marquables de l'aiguille vers FE. , qu'entre les mois « de septembre et de décembre. Observation de «M. Bowditch. »

En 1794 * q5 et 96, John Magdonald avait fait, au fort de Marlborough de Sumatra et à Sainte-Hélène, deux séries d'observations de variations diurnes de l'aiguille aimantée, qui ont été insérées dans les Transactions philosophiques. Depuis cette époque, les navigateurs qui ont parcouru les régions équinoxiales, ne paraissent pas avoir fait aucune observation sur ce phénomène. Dans son voyage autour du inonde, sur la corvette FUranie(i), dans les années 1817, 1818, 1819 et 1820, le capitaine Freycinet s'est occupé de ce genre de recherches. Suivant Magdonald, les variations diurnes entre les tropiques sont sensiblement moindres qu'en Europe, et aux mêmes heures où dans nos climats l'extrémité N. de l'aiguille marche à l'O. , le mouvement au fort Marlborough et à Sainte-Hélène, qui sont situés audessous de Féquateur, s'exécute, au contraire j vers FE. M. Freycinet a été conduit à des résultats analogues par des observations faites à l'île de France, à Timor, à Rawak , à Guham , à Mowi , au port Jackson et d'autres localités. Aux îles Mariannes et aux îles Sandwich, qui se trouvent dans l'hémisphère boréal, la pointe N.

(1) Annales de Chimie et de Physique, t. xvi, p. 400.

2* PERIODE, CHAPITRE SECOND. lo5

de l'aiguille marche vers l'O. , comme en Europe, depuis huit heures du matin jusqu'à une heure après-midi , quoique la déclinaison y soit orientale. Aux stations de Timor, de Rawaket du port Jackson, au S. de l'équateur, la pointe N. de l'aiguille marche pendant toute la matinée en sens opposé. Il résulte de là que les observations faites au N. de la ligne concordent avec celles d'Europe, tandis que celles de l'hémisphère austral présentent, comme celles de Magdonald, un mouvement diamétralement opposé. J'ajouterai que M. Freycinet a trouvé comme Magdonald, que les oscillations diurnes ont peu d'étendue entre les tropiques. Puisqu'au nord de l'équateur la variation diurne du matin est occidentale, et qu'au sud elle est orientale, elle doit être nulle sur l'équateur même ; mais M. Freycinet, ayant trouvé que l'aiguille oscillait tous les jours dans un arc de 3' à Rawak, dont la latitude sud est à peine de ~ de degré, il semblerait résulter de là , comme l'observe M. Arago, que ce n'est point l'équateur terrestre, mais bien l'équateur magnétique qui sépare la zone des variations occidentales de la zone des variations contraires.

MM- Gay-Lussac et de Humboldt ( r ), du 1 5 mars 1 8o5 au Ier mai 1806, ont fait un grand nombre d'expériences sur l'aiguille aimantée en France, en Suisse, en Italie et en Allemagne. Ils avaient annoncé qu'ils étaient parvenus à prouver , par des moyens très-précis , que l'intensité de la force magnétique ne varie pas sensiblement le jour et la nuit et qu'elle n'est pas influencée par la haute chaîne des Alpes; mais quinze ans après, M. Hansteen (a), professeur à Chistiania, publia un Mémoire dans lequel il s'attacha à prouver que l'intensité du magnétisme terrestre est sujette, comme la déclinaison, à des variations diurnes et annuelles, et

(i) Mém. de Phys. et de Ch. de la Soc. d'Arcueiî, t. ier.

(a) Annal, de Ch. et de Phys., t. xvn,p. 3a6 j Journ. Philos., i8n,n° 8, p. 195.

dôtt des VÀRiAi. btbRMs bÉ L'JLi&ttltLt Aimantée.

4tië ftnclihâisdn présente de sêrhMâbtëâ variations; dç plUs, qu'il ii'èxiste point de cbr^s dànS nôâ cliinâts, quelle que sôit leur nature, qui, [ilricës Verticalement j lie possèdent à lëlirs èxtréiiiités ydeS jSôlës mâgûeti- «Jùtës très^prononcés.

Quant aux Variations de l'intéilsité, vôifci lelir marché, suivant M. Hanstéeii : Elles sont géirôFalëhièiit décroissantes le matin, jusque vête onze heures; elles augmentent jusque vers quatre heures dii soir ëtl hiver, et six où huit heures en été. Sort ttlihimum absolu a lieu ett hiver fet son maxitftuth en été.

L'action tnagnétiqùe du globe s'étend aussi dahs l'espace, comme MM. Gay-Lussac et Ëibt l'ont constaté d^tis leur voyage aérostatique (i). Ils oht trouvé qu'elle décroît très-lentetnent à mesure qu'on s'éloigne de la terre, car, ayant fait osciller la même aiguille à terre et à une hauteur de 36oo toises, ils n'ont trouve que dés différences presque insensibles dans le nombre des Oscillations pendant le même temps. Il est probable que la diminution suit aussi la loi inverse du carré de la distance, comme les attractions magnétiques. Il y a quelques probabilités à supposer (s*) que les astres, là lune et le soleil, etc., sont doués aussi de là puissance magnétique. S'il en est ainsi, leur aciiori doit réagir sur nos aiguilles, en raison de leur position et de leur distancé £ar rapport à nous; mais, comme ces derniers éléments changent en raison des ttiôuvementà de la terré et des planètes, il doit en résulter des variations diurnes et annuelles. Doit-on attribuer à de semblables causes les variations que nous observons dans la marche des aiguilles de la boussole, ou du moins y contribuent-elles pour une partie? c'est ce qu'on n'a pu encore découvrit».

On avait déjà exprimé le désir (3) que l'on détermi-

M Annal, de Ch., t. lu, p. 75.

T*! ÏFrécis élémentaire de Phys.; feiot, t. xi, ae édit.* p. 98,

(3) Précis éléra. , idem, p. 101.

3e PÉRIODE, CHAPITRE SECOHO. IO7

nât avec exactitude l'intensité actuelle du magnétisme terrestre dans un lieu déterminé, pour que Ton pût constater, dans quelques siècles, si les foi-ces magnétiques varient d'intensité, comme elles varient dans leur direction. M. fiiot proposa d'observer la déclinaison, l'inclinaison et l'intensité, en employant trois aiguilles que l'on conserverait ensuite avec soin pour les essayer de nouveau de siècle en siècle; mais, comme elles pourraient perdre, pendant ce laps de temps, une portion de leur magnétisme , ou le leur rendrait en les aimantant de nouveau à saturation par la méthode de la doublé touche. En supposant que leur constitution intime ne changeât pas, le degré de saturation resterait le même. Si l'ou trouvait alors des différences dans les actions magnétiques , elles 11e pourraient être attribuées qu'aux changements survenus dans le magnétisme terrestre.

Depuis quelques années, deux moyens ont été proposés, poup arriver au même but, par MM. Arago et Poisson. Nous en parlerons dans la troisième période.

D'après l'exposé que je viens de présenter, on peut se Élire déjà une idée des efforts que l'on a faits pour arriver à la détermination de la distribution des forces magnétiques sur toutes les parties du globe.

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