ARTICLE IV

Divers procédés pour produire et compléter

l'aimantation du fer.

Plusieurs circonstances concourent à rendre plus ou moins complète la communication de la force magnétique de l’aimant au fer. Premièrement , tous les aimans ne donnent pas au même fer une égale force attractive : les plus forts lui communiquent ordinairement plus de vertu que les aimans plus faibie>. Secondement , la qualité du fer influe beaucoup sur la quantité de vertu magnétique qu’il peut recevoir du même aimant; plus le fer est pur, et plus il peut s’aimanter fortement; l’acier, qui est le fer le plus épuré, reçoit plus de force magnétique et la couserve plus long-temps que le fer ordinaire. Troisièmement, il faut une certaine proportion dans les dimensions du fer ou de l’acier que l’on veut aimanter, pour qu’ils reçoivent la plus grande force magnétique qu'ils peuvent comporter. La longueur, la largeur, et l’épaisseur de ces fers ou aciers, ont leurs proportions et leurs limites : ces dimensions respectives ne doivent être ni trop grandes ni trop petites, et ce n’est qu’après une infinité de tâtonnemens qu’on a pu déterminer à peu près leurs proportions relatives dans les masses de fer ou d’acier que l’on veut aimanter au plus haut degré.

Lorsqu’on présente à un aimant puissant du fer doux et du fer dur, les deux fers acquièrent la vertu magnétique, et en reçoivent autant qu’ils peuvent en comporter ; et le fer dur, qui en comporte le plus, peut en recevoir davantage : mais si l’aimant n’est pas assez puissant pour communiquer aux deux fers toute la force qu’ils peuvent recevoir, on trouvera que le fer tendre, qui reçoit avec plus de facilité la vertu magnétique, aura, dans le même temps, acquis plus de force que le fer dur. Il peut aussi arriver que l’action de l’aimant sur les fers soit telle, que le fer tendre sera pleinement imprégné, tandis que le fer dur n’aura pas été exposé à cette action pendant assez de temps pour recevoir toute la force magnétique qu’il peut çomporter, de sorte que tous deux peuvent présenter, dans ces deux cas, des forces magnétiques égales; ce qui explique les contradictions des artistes sur la qualité du fer qu’on doit préférer pour faire des aimans artificiels,-

Une verge de fer, longue et menue , rougie au feu , et ensuite plongée perpendiculairement dans l’eau, acquiert en un moment la vertu magnétique. L’on pourroit donc aimanter promptement des aiguilles de boussole sans aimant ; il suffiroit , après les avoir fabriquées , de les faire rougir au feu et de les tremper ensuite dans l’eau froide 1. Mais ce qui paroît singulier , quoique naturel , c’est-à-dire dépendant des mêmes causes , c’est que le fer en incandescence, comme l’on voit, s’aimante très-promptement, en le plongeant verticalement dans l’eau pour le refroidir, au lieu que le fer aimanté perd sa vertu magnétique par le feu , et ne la reprend pas étant de même plongé dans l’eau : et c’est parce qu’il conserve un peu de celte vertu , que le feu ne lui enlève pas tout entière ; car cette portion qu’il conserve de son ancien magnétisme l’empêche d’en recevoir un nouveau.

On peut faire avec l’acier des aimans aussi puissans, aussi durables que les meilleurs aimans naturels ; on a même observé qu’un aimant bien armé donne à l’acier plus de vertu magnétique qu’il n’en a lui-même. Ces aimans artificiels demandent seulement quelques attentions dans la fabrication , et de justes proportions dans leurs dimensions. Plusieurs physiciens, et quelques artistes habiles , ont , dans ces derniers temps , si bien réussi , tant en France 2 qu’en Angleterre , qu’on pourroit, au moyen d’un de ces aimans artificiels, se passer à l’avenir des aimans de nature.

Il y a plus ; on peut sans aimant ni fer aimanté , et par un procédé aussi remarquable qu’il est simple , exciter dans le fer la vertu magnétique à un très-haut degré. Ce procédé consiste à poser sur la surface polie d’une forte pièce de fer, telle qu’une enclume , des barreaux d’acier , et à les frotter ensuite un grand nombre de fois , en les retournant sur leurs différentes faces , toujours dans le même sens, au moyen d’une grosse barre de fer tenue verticalement , et

1. Nous devons cependant observer que ces aiguilles ne sont pas aussi actives ni aussi précises que celles qu’on a aimantées en les passant vingt ou trente fois dans le même sens sur le pôle d’un aimant bien armé.

a. M. le Noble, chanoine de Saint-Louis du Louvre, s’est surtout distingué dans cet art : il a composé des aimans artificiels de plusieurs lames d’acier réunies ; il a trouvé le moyen de les aimanter plus fortement , et de leur donner les figures et les dimensions convenables pour produire les plus grands effets; et, comparaison faite des aimans de M. le Noble avec ceux d’Angleterre, ils m’ont para au moins égaux , et même supérieurs.

TRAITÉ DE L’AIMANT

dont l’extrémité inférieure, pour le plus grand effet, doit être aciérée et polie. Les barreaux d’acier se trouvent , après ces frottemens , fortement aimantés , sans que l’enclume ni la barre, qui semblent leur communiquer laverlu magnétique, la possèdent ou la prennent sensiblement elles-mêmes; et rien ne semble plus propre à démontrer l’afiinité réelle et le rapport intime du fer avec la force magnétique , lors même qu’elle 11e s’y manifeste pas sensiblement , et qu’elle n’est pas formellement établie, puisque, ne la possédant pas , il la communique en déterminant son cours, et ne lui servant que de conducteur.

MM. Michel et Canton , au lieu de se servir d’une seule barre de fer pour produire des aimans artificiels , ont employé avec succès deux barres déjà magnétiques; leur méthode a été appelée méthode du double contact, à cause du double moyen qu’ils ont préféré. Fdle a été perfectionnée par M. Epinus , qui a cherché et trouvé la manière la plus avantageuse de placer les forces dans les aimans artificiels , afin que celles qui attirent et celles qui repoussent se servent le plus et se nuisent le moins possible. Voici son procédé , qui est l’un des meilleurs auxquels on puisse avoir recours pour cet effet ; et nous pensons qu’on doit le préférer pour aimanter les aiguilles des boussoles. M. Epinus suppose que l’on veuille augmenter jusqu’au degré de saturation la vertu de quatre barres déjà douées de quelque magnétisme : il en met deux horizontalement , parallèlement, et à une certaine distance l’une de l’autre, entre deux parallélipipèdes de fer ; il place sur une de ces barres horizontales les deux autres barres qui lui restent ; il les incline , l’une à droite , l’autre à gauche , de manière qu’elles forment un angle de quinze à vingt degrés avec la barre horizontale , et que leurs extrémités inférieures ne soient séparées que par un espace de quelques lignes ; il les conduit ensuite d’un bout de la barre à l’autre , alternativement dans les deux sens , et en les tenant toujours à la même distance l’une de l’autre. Après que la première barre horizontale a été ainsi frottée sur ses deux surfaces , il répète l’opération sur la seconde barre ; il remplace alors la première paire de barres par la seconde , qu’il place de même entre les deux parallélipipèdes, et qu’il frotte de la même manière que nous venons de le dire avec la première paire ; il recommence ensuite l’opération sur celte première paire , et il continue de frotter al-

ternativement une paire sur l’autre, jusqu’à ce que les barres ne puissent plus acquérir de magnétisme. M. Épinus emploie le même procédé avec trois barres , ou avec un plus grand nombre ; mais, selon lui, la manière la plus courte et la plus sûre est d’aimanter quatre barres. On peut coucher entièrement les aimans sur la barre que l'on frotte , au lieu de leur faire former un angle de quinze ou vingt degrés, si la barre est assez courte pour que ses extrémités ne se trouvent pas trop voisines des pôles extérieurs des aimans , qni jouissent de forces opposées à celles de ces extrémités.

Lorsque la barre à aimanter est très-longue, il peut se faire que l’ingénieux procédé de M. Épinus , ainsi que celui de M. Canton, produise une suite de pôles alternativement contraires , surtout si le fer est mou , et parconséquent susceptible de recevoir plus promptement le magnétisme.

M. Épinus s’est servi du procédé du double contact de deux manières ; i° avec quatre barres d’un fer médiocrement dur, longues de deux pieds, larges d’un pouce et demi , épaisses d’un demi-pouce , et douze lames d’acier de six pouces de long , de quatre lignes de large , et d’une demi-ligne d’épais. Les quatre premières étoient d’un acier mou ; quatre autres avoient la dureté de l’acier ordinaire avec lequel on fait les ressorts ; et les quatre autres barres étoient d’un acier dur jusqu’au plus haut degré de fragilité. Il a tenu verticalement une des grandes barres , et l’a frappée fortement , environ deux cents fois , à l’aide d’un gros marteau. Elle a acquis, par cette percussion , une vertu magnétique asesz forte pour soutenir un petit clou de fer : l’extrémité inférieure a reçu la vertu du pôle boréal ; et l’extrémité supérieure, la vertu du pôle austral. U a aimanté de même les autres trois grandes barres. Il a ensuite placé l’une des petites lames d’acier mou sur une table entre deux des grandes barres, comme dans le procédé du double contact , et l’a frottée, suivant le même procédé, avec les deux autres grandes barres ; il l’a ainsi magnétisée. Il l’a successivement remplacée par trois autres lames d’acier mou , et a porté la force magnétique de ces quatre lames au degré de saturation. Il a placé , après cela , deux des lames qui avoient la dureté des ressorts , en re deux parallélipipèdes de fer mou , les a frottées avec deux faisceaux formés des quatre grandes barres , a fait la même opération sur les deiix autres , a remplacé les quatre grandes barres par les quatre petites lames d’acier

ET DE SES USAGES

mou , et a porté ainsi jusqu’à la saturation la force magnétique des quatre lames avant la dureté des ressorts : il a terminé son procédé par répéter la même opération ; et pour aimanter jusqu’à saturation les lames qui présentoient le plus de dureté, il les a substituées à celles qui n’avoient que la dureté ; du ressort , et il a mis celles-ci à la place des grandes barres.

La seconde manière queM. Épinus a employée ne diffère de la première qu’en ce qu’il a fait faire les quatre grandes barres d’un fer très-mou , et qu’il a mis la petite lame molle à aimanter, ainsi que les deux grandes barres placées à son extrémité , dans la direction de l’inclinaison de l’aiguille aimantée. Il a ensuite frotté la petite lame d’acier avec les deux autres grandes barres , en les tenant parallèlement à la petite lame , ou en ne leur faisant former qu’un angle très-

aigu-

Si l’on approche d’un aimant une longue barre de fer , la portion la plus voisine de l’aimant acquiert à cette extrémité , comme nous l’avons dit, un pôle opposé à celui qu’elle touche ; une seconde portion de cette même barre offre nn pôle contraire à celui de la portion contiguë à l’aimant ; une troisième présente le même pôle que la première; une quatrième , que la seconde ; et ainsi de suite. Les pôles alternativement opposés de ces quatre parties de la barre sont d’autant dus foibles qu’ils s’éloignent davantage de 'aimant ; et leur nombre , toutes choses égales , est proportionné à la longueur de la barre.

Si on applique le pôle d’un aimant sur le milieu d’une lame , elle acquiert dans ce point un pôle contraire, et dans les deux extrémités deux pôles semblables à celui qui la touche. Si le fer est épais , la surface opposée à l’aimant acquiert aussi un pôle semblable à celui qui est appliqué contre le fer; et si la barre est un peu longue , les deux extrémités présentent la suite des pôles alternativement contraires , et dont nous venons de parler.

La facilité avec laquelle le fer reçoit la vertu magnétique par le contact et le voisinage d’un aimant, l’attraction mutuelle des

1>ôles opposés , et la répulsion des pôles semdables, sont confirmées par les phénomènes suivans.

Lorsqu’on donne à un morceau de fer la forme d’une fourche, et qu’on applique une des branches à un aimant , le fer devient magnétique, et son extrémité inférieure peut soutenir une petite masse de fer : mais si on

approche de la seconde branche de la fourche un aimant dont le pôle soit opposé à celui du premier aimant , le morceau de fer soumis à deux forces qui tendent à se détruire , recevant deux vertus contraires, ou , pour mieux dire , n’en recevant aucune , perd son magnétisme, et laisse échapper le poids qu'il soutenoit.

Si l’on suspend un petit fil de fer mou , long de quelques pouces, et qu’on approche un aimant de son extrémité inférieure, en présentant aussi à cette extrémité un morceau de fer, ce morceau acquerra une vertu opposée à celle du pôle voisin de l’aimant; il repoussera l’extrémité inférieure du fil de fer qui aura obtenu une force semblable à celle qu’il possédera , et attirera l’extrémité supérieure qui jouira d’une vertu contraire.

Lorsqu’on suspend un poids à une lame d’acier mince , aimantée , et horizontale , et que l’on place au dessus de cette lame une seconde lame aimantée , de même force , d’égale grandeur, couchée sur la première, la recouvrant en entier, et présentant un pôle opposé au pôle qui soutient le poids, ce poids n’est plus retenu. Si la lame supérieure jouit d’une plus grande force que l’intérieure , le poids tombera avant qu’elle touche la seconde lame ; mais en continuant de l’approcher, elle agira par son excès de force sur les nouveaux poids qu’on lui présentera , et les soutiendra , malgré l’action contraire de la lame inférieure.

Lorsqu’on suspend un poids à un aimant , et que l’on approche un second aimant au dessus de ce poids, la force du premier aimant est augmentée dans le cas où les pôles contraires sont opposés, et se trouve diminuée quand les pôles semblables sont les plus voisins. Les mêmes effets arriveront, et le poids sera également soumis à deux forces agissant dans la même direction, si l’on remplace le second aimant par un morceau de fer auquel la proximité du premier aimant communiquera une vertu magnétique opposée à cel'e du pôle le plus voisin. Ceci avoit été observé précédemment par M. de Réaumur , qui a reconnu qu’uu aimant enlevoit une masse de fer placée sur une enclume de fer avec plus de facilité que lorsqu’elle étoit placée sur une autre matière.

Les faits que nous venons de rapporter nous démontrent pourquoi un aimant acquiert une nouvelle vertu en soutenant du fer qu’il aimante par son voisinage, et pourquoi , si on lui enlève des poids qu’on étoit parvenu à lui faire porter en le chargeant

TRAITÉ DE L’AIMANT

graduellement , il refuse de les soutenir lors qu’on les lui rend tous à la fois.

L’expérience nous apprend , dit M. Épinus, que le fer exposé à un froid très-âpre devient beaucoup plus dur et plus cassant : ainsi, lorsqu’on aimante une barre de fer, le degré de la force qu’elle acquiert dépend , selon lui , en grande partie , du degré de froid auquel elle est exposée , en sorte que la même barre aimantée de la même manière n’acquiert pas dans l’été la même vertu que dans l’hiver, surtout pendant un froid trèsrigoureux. Néanmoins ce savant physicien convient qu’il faudroit confirmer ce fait par des expériences exactes et réitérées. Au reste , on peut assurer qu’en général la grande chaleur et le grand froid diminuent la vertu magnétique des aimans et des fers aimantés, en modifiant leur état, et en les rendant par là plus ou moins susceptibles de l’action de l’électricité générale1.

On peut voir, dans l'Essai sur le fluide électrique de feu M. le comte de Tressan, une expérience du docteur Kniglit , que j’ai cru devoir rapporter ici , parce qu’elle est relative à l’aimantation du fer, et d’ailleurs parce qu’elle peut servir à rendre raison de plusieurs autres expériences surprenantes en apparence , et dont la cause a été pendant long-temps cachée aux physiciens 2. Au reste,

ï. M. de Rozières, que nous avons déjà cité, l’a prouvé par plusieurs expériences.

2 . L’expérience , dit M. de Tressan , la plus singulière à faire sur les aimans artificiels du docteur Knight est celle dont il m’envoya les détails de Londres en 1748, avec l’appareil nécessaire pour la répéter.' Non seulement M Knight avoit déjà trouvé alors le secret de donner un magnétisme puissant à des barres de quinze pouces de longueur faites d’un acier parfaitement dur, telles que celles qui sont aujourd’hui connues, mais il avoit inventé une composition , dont il s’est réservé le secret , ave î laquelle il forme de petites pierres d’une matière noire (en apparence pierreuse et métallique). Celles qu’il m’a envoyées ont un pouce de long , huit lignes de large, et deux bonnes lignes d’épaisseur : il y a joint plusieurs petites balles de la même composition; les petites balles que j’ai ont , l’une cinq , l’autre quatre, et les autres trois lignes de diamètre. Il nomme ces petites sphères terrella.

Je fus moins surpris de trouver un fort magnétisme dans les petits carrés longs, que je ne le fus de le trouver égal dans les petites terrella , dont les pôles sont bien décidés et bien fixes , ces petites sphères s’attirant et se repoussant vivement, selon les pôles qu’elles se présentent.

Je préparai donc (selon l’instruction que j’avois reçue de RI. Knight) une glace bien polie et posée bien horizontalement ; je disposai en rond cinq de ces terrella , et je plaçai au milieu un de ces aimans factices de la même matière , lequel je pouvois tourner facilement sur son centre; je vis sur-lechamp toutes les terrella s’agiter et se retourner pour présenter à l’aimant factice la polarité corres-

dle s’explique très-aisément par la répulsion des pôles semblables et l’attraction des pôles de différent nom.