Actions moléculaires par aimantation sur les métaux, Becquerel

Extrait du : "Traité d'électricité et de magnétisme et des applications de  ces sciences à la chimie, à la physiologie et aux arts : Magéntisme et électro-magnétisme", par Antoine Cesar Becquerel, eds Becquerel, 1856, livre numérique Google

Actions moléculaires dues à l'influence des aimants.

Actions moléculaires produites par l'aimantation dans les métaux magnétiques proprement dits. Les observations faites par plusieurs physiciens ont montré l'influence de l'aimantation sur les propriétés moléculaires des corps magnétiques. Ainsi, lorsqu'un fil de fer traversant une hélice parcourue par un courant électrique se trouve aimanté, le coefficient d'élasticité diminue. Ce résultat a lieu dans le fer doux et dans l'acier; mais, dans ce dernier, la diminution persiste même après l'interruption du courant (Wertheim).

On peut montrer bien simplement le changement qui se produit dans une barre de fer lorsqu'elle s'aimante en opérant comme il suit: On fixe une tige de fer doux par une de ses extrémités, tandis que l'autre est libre; on fait courber cette tige a l'aide d'un poids additionnel placé à l'extrémité libre. Si on fait passer un courant électrique dans une hélice entourant la tige de fer, celle-ci s'aimante immédiatement, et aussitôt elle se redresse; ce qui annonce un changement dans son élasticité (Guillemin).

L'action produite lors de l'aimantation du fer est rendue manifeste par les changements de dimension des corps. D'abord on a constaté ce résultat remarquable, que le volume d'une barre de fer soumise à une forte aimantation, ne changeait pas sensiblement.Pour cela on la place dans un tube de verre fermé et rempli d'eau, et surmonté d'un tube capillaire; les moindres variations de volume seraient donc rendues sensibles par les mouvements de l'eau dans le tube capillaire; dans ce cas, l'expérience a prouvé qu'il ne se produisait aucun effet appréciable. (Gay-Lussac, Werfheim, Joule, etc.)

Mais, sous l'influence de l'aimantation, si le volume ne change pas, la barre de fer augmente de longueur et diminue de diamètre. D'après M. Joule, cet allongement, qui est très-faible ( un 70 millième de sa longueur, en moyenne), serait proportionnel au carré de l'intensité magnétique développée. D'après le même physicien, quand, au lieu de barres de 1er, on emploie des fils de fer soumis à une certaine tension, il peut se faire qu'au moment de l'aimantation ce soit une diminution de longueur, au lieu d'une augmentation, que l'on observe.

M. Wertheim, qui a étudié les effets mécaniques dus à l'aimantation, a trouvé, en plaçant des barres de fer dans une hélice, qu'il se produit, par l'aimantation du fer, une traction mécanique due à une composante longitudinale et à une composante transversale; cette dernière s'annule quand la barre occupe le centre de l'hélice.

Il y a une expérience très-simple que l'on peut faire pour démontrer l'action de celle composante longitudinale exercée de la part d'une hélice sur une barre de fer, et que, du reste, nous aurons occasion d'invoquer dans l'électro-magnétisme : si l'on introduit un fil de fer ou une barre de fer à moitié dans une hélice, au moment où l'on fait passer un courant électrique un peu intense dans le fil conducteur, la barre attirée vivement vient se placer entre les deux extrémités de l'hélice.

Ces expériences diverses montrent donc que l'acte de l'aimantation donne lieu à un changement moléculaire dans le fer, changement que M. Delarive a comparé à l'arrangement qui se produit quand on trempe une barre d'acier; seulement l'effet n'est pas semblable, car l'aimantation ne change pas le volume du fer, tandis que la trempe donne lieu à une augmentation de volume dans le fer, c'est-à-dire à une diminution de densité.

Sons produits. Les changements moléculaires qui ont lieu dans le fer lorsqu'ils se répètent à des intervalles très-courts, peuvent donner lieu à des vibrations sonores, que l'on observe dans un grand nombre de circonstances. Ainsi, en approchant le pôle d'un fort aimant d'une spirale plate traversée par un courant électrique, on produit un son. En faisant tourner rapidement une armature

en fer doux devant les pôles d'un aimant à fer à cheval, ou i lieu au même phénomène (Delezenne). Mais si l'on place au milieu d'une hélice parcourue par un courant, des lames ou des tiges de fer, au moment où le courant est ouvert ou fermé, on observe un phénomène analogue (Gassiot, Beatson, Delarive, Wertheim, .Vafteucci, Maman, Wartmann, etc.).

Les sons produits dans cette dernière circonstance acquièrent plus d'intensité quand on opère à l'aide d'un courant électrique discontinu qui permet aux vibrations moléculaires du fer de se répéter à des intervalles égaux, en fixant la tige en fer à une table d'harmonie, ou bien lorsqu'on emploie un diapason monté sur une table d'harmonie au lieu d'agir à l'aide d'une tige en fer. On

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peut disposer l'expérience en plaçant autour d^ne des branches du diapason une hélice qui ne le touche pas. On interpose alors dans le circuit voltaïque un interrupteur à main M composé d'un disque en verre dont la circonférence est formée de parties alternativement conductrices et non conductrices, et d'un fil conducteur qui touche continuellement la circonférence, ou bien l'on emploiè un interrupteur analogue aux petits appareils électro-magnétiques que nous décrirons dans le livre suivant : à l'instant où l'on fait fonctionner l'appareil, on entend un son continu et assez fort.

Si l'on mesure la hauteur du son produit dans une barre de fer placée au milieu d'une hélice parcourue par des courants discontinus , on trouve que ce son est du à des vibrations longitudinales semblables à celles que le frottement ferait naitre.

Quand on transmet directement des courants électriques au travers des tiges de fer ou des fils de ce métal, on remarque également une production de son; ainsi, lors du passage de l'électricité dans le fer, comme dans le cas où l'électricité circule autour de ce métal et l'aimante, les vibrations sonores peuvent se produire. Il faut opérer encore dans ce cas à l'aide de courants interrompus.