Les propriétés magnétiques de la pyrrhotine (Suite)

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Submitted on 1 Jan 1905

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Les propriétés magnétiques de la pyrrhotine (Suite)

Pierre Weiss

To cite this version:

Pierre Weiss. Les propriétés magnétiques de la pyrrhotine (Suite). J. Phys. Theor. Appl., 1905, 4

(1), pp.829-846. �10.1051/jphystap:019050040082901�. �jpa-00241063�

829

La

_possibilité

_{d’obtenir par flexion des}

_allongements

_impossibles

à

produire

par traction

simple

étonne moins

quand

on réfléchit aux

effets obtenus avec la filière ou le laminoir. Il est _{vrai que,} dans ces

deux derniers cas, le métal est _{soutenu, tandis}

_qu’il

l’est à

_peine

dans l’enroulement ou le déroulement.

En

_définitive,

la

_rupture

_{d’un fil par} traction

_simple

ne

_provient

pas d’une

impossibilité

organique

de

_{s’allonger,}

mais de son défaut

d’homogénéité

soit

_{géométrique,}

soit matérielle.

_Quand

les défor-mations se font

_points

_par

_points,

les effets de cette

_{hétérogénéité}

disparaissent

à peu

près

complètement

LES

PROPRIÉTÉS

_MAGNÉTIQUES

DE LA PYRRHOTINE

_{(Suite) ;}

Par M. PIERRE WEISS.

PHÉNOMÈNES RESIDUELS.

Dans

_l’exposé

des résultats de l’étude

_magnétique

de la

_pyrrhotine

tqili

a fait

_l’objet

d’un

_précéùent

article

_{(2) j’ai}

fait abstraction des

phénomènes

résiduels. Cela a été

_possible

_{parce que les}

_champs

auxquels

font

_{appel les}

_phénomènes

_{magnétocristallins}

sont

_beaucoup

plus

cunsidérables que ceux _{que font} intervenir les

_phénomènes

résiduels. Dans l’échantillon étudié le

_{plus complètement,}

le

_champ

démagnétisant

maximum,

dû à la _structure, est _{de 7.300 gauss,}

tandis que le

champ

coercitif maximum a été de

_15,4.

_gauss.

L’hysté-rèse est donc en

_quelque

sorte une broderie

_{légère qui}

se _superpose

à la

_partie

réversible du

_phénomène

en la modifiant à

_peine.

J’ai montré _{que, si l’on considère la direction} de facile aimantation contenue, dans le

_champ

_magnétique,

on

_{peut admettre,}

_grâce

à une

hypothèse

très

_plausible

sur le rôle des

_{discontinuités,}

telles que les cassures et des dimensions finies de

_{l’échantillon,}

_que la courbe d’ainiantation de la matière

_parfaitement

continue et illimitée se

composerait

d’une

_{première partie}

coïncidant avec l’axe des

aiman-tations et d’une

_deuxième

_parallèle

à l’axe des

_champs,

et

représen-(1) A ceux _qui considèrent cette conclusion comme évidente, nous _rappellerons

que Duguet dans un de ses _{deux ouvrages, d’ailleurs intéressants,} raille _longuement la thèse que nous soutenons..

(2) Voir p. 469. ,

tant l’aimantation à saturation restant constante

_depuis

le

_champ

zéro

jusqu’au champ

infini. La courbe

_{expérimentale}

_~19)

est assez

voi-sine de cette courbe d’aimantation

_{schématique ;}

mais,

en

réalité,

elle se _{compose d’une branche ascendante} et d’une branche descendante distinctes. Ce

_qui

_frappe

à

_première

vue dans cette

_courbe,

c’est l’écartement très

_{approximativement}

constant des deux

_branches,

mesuré

_{parallèlement}

à l’axe des

_abscisses,

et

_égal

à

_30,8

_gauss.

Flb. 19.

_

Avec la schématisation que nous venons de

rappeler

et en tenant

compte

de

_{l’hystérèse,}

la courbe d’aimantation devient donc le

rec-tangle

représenté

en

pointillé.

Ce

_premier

résultat

_{s’interprète}

en disant que, pour

_déplacer

l’ex-trémité du vecteur aimantation le

_long

du diamètre de facile

aiman-tation,

il faut surmonter un

_champ

coercitif constant

_{Hc =}

/15,4 gauss.

L’énergie

dépensée

par

cycle

dans l’unité de volume est, par suite :

En dehors de la direction de facile

_aimantation,

la connaissance de l’aimantation dans le

_{plan magnétique}

a été obtenue en faisant

tour-ner dans ce

_plan

des

_champs

de

_grandeur

constante. On doit attendre de ces

_expériences

des

_{renseignements}

sur

_{l’hystérèse}

_{que l’on} a

ap-pelée

tournante, par

opposition

avec

_{l’hystérèse}

_{alternative que} nous venons de considérer.

831

Au même titre

_{schématique, quand}

le

_champ

constant,

_partant

de la direction OX

_{(fl g. 20)}

de facile

_aimantation,

décrit

_l’angle

XOY,

l’aimantation décrit l’arc AB du cercle de saturation.

_Puis,

le

_champ

dépassant

la direction de difficile aimantation

_O1’,

l’aimantation décrit instantanément la corde

_BCD,

_et,

_lorsque

le

_champ

décrit

l’angle

YO

_(-

_X),

l’aimantation décrit l’arc DE.

FIG. 20.

Pour ces

_{déplacements}

de l’extrémité du vecteur aimantation

_I,

les

phénomènes

d’hystérèse

se _{manifestent par des courbes différentes} à l’aller et au _retour, tant _{pour la}

_composante

de l’aimantation

_parallèle

au

_champ

_{que pour} la

_composante

_{perpendiculaire}

au

_champ.

_{La fi g. 2}

1

Fin. 2L

représente

cette dernière en fonction des azimuts du

_champ,

_égal

à

593 _{gauss pour la}

_pyrrhotine

de Morro Velho. _{On voit que les} deux courbes coïncident exactement sur une assez

_{grande longueur}

dans le

_voisinage

de la direction OX

_indiquée

par NI sur la

_figure.

D’autre

part,

la

_grandeur

de l’aimantation restant constante et

_égale

à l’intensité a satur-ation dans le

_voisinage

de

_OX,

il en résulte _que

la

_région

du cercle de saturation voisine de A est décrite

_sans

hysté-rèse.

Si ces

_expériences

étaient faites sur un cristal

_simple,

il serait facile

de fixer

_jusqu’à

_quel

_point

du cercle de saturation cette nullité de

l’hystérèse persiste;

mais,

comme tous les résultats doivent subir la correction nécessitée par la

présence

de cristaux

_parasites,

cette limite

ne

_peut

être

_marquée

avec certitude. Des

_expériences

dont nous

parlerons plus

loin

_ayant

montré _que

_{l’hystérèse}

s’annule

_lorsque,

dans un

champ

très

intense,

l’aimantation décrit le cercle de

satura-tion tout

_entier,

il est naturel de _{supposer que,}

_lorsque

dans un

_champ

plus

faible;

l’aimantation ne décrit que l’arc AB de ce

cercle,

l’hysté-rèse restera

_{nulle jusqu’en}

B.

La ~?1 montre _{que, dans le}

_voisinage

de la direction OY

_marquée

par m, les deux courbes sont nettement différentes. Leur écartement est d’autant

_plus

_grand

_{que le}

_champ

avec

_lequel

on

_opère

est

_plus

faible

_mais,

_quel

_{que soit} ce

_champ,

la courbe

_{correspondant}

à l’aller

peut

se _superposer sur une

grande

étendue à celle du retour, _par un

déplacement

horizontal.

Il faut

_donc,

_{pour obtenir} une même valeur de l’aimantation

per-pendiculaire

au

_champ

à l’aller et au _retour, faire

agir

des

_champs

qui

digèrent en directions d’un

_angle

constant. Cet énoncé

_peut

être

remplacé

par un autre

_équivalent.

En

_effet,

dans le

_voisinage

de la direction de difficile aimantation

OY,

la vitesse de rotation de l’ai-mantation est

_{beaucoup plus}

_grande

_{que celle du}

_champ.

Il suffira

donc,

en

_partant

de deux directions du

_{champ correspondant}

à des ordonnées

_égales

sur les courbes d’aller et de retour, de faire tourner

l’une de ces directions d’un

_angle

extrêmement

_petit

_pour amener

les aimantations à _{coïncider. Nous pouvons donc}

_remplacer

_la

pro-position suggérée

d’abord par

l’aspect général

des courbes par la suivante : l’our une aimantation

_{représentée}

_par un même

_point

de la corde

_BCD,

les

_champs

diffèrent à l’aller et au retour d’un

_angle

constant ; ou encore,

_puisque

toute la corde BCD est décrite

_pendant

que le

champ

est voisin de OY : Pour un même

_point

de la corde

_BCD,

les

_champs

différent à l’aller et au retour d’un

_champ

constant

_dirigé

suivant BCD. ()n est donc amené à

_imaginer

_que, pour

déplace)-1"extî-énîité dit ’cecteur 1 l,e

_long

de

_BCD,

iZ _faut, en

_plus

du

e,xiyé

par le

pluinonzène iéversible,

su’r1nonter un

_{coerciti f}

"

constant

_{He’ agissant}

en sens contraire du 1nouvement.

833

imposée

absolument. Les mesures ne sont _pas assez

_précises

_pour

,que l’on

puisse

se _proposer

_d’y

trouver un contrôle

_numérique

de la

constance du

_champ

coercitif dans toute l’étendue de la corde BCD. Mais

_{l’expérience}

donne des déterminations relativement

_précises

de ce

_champ

coercitif

HG’

au

_point

C,

_{pour les diverses valeurs du}

champ .

Soit

2zc

le double

_angle

_coercitif,

c’est-à-dire l’écartement laire constant entre les deux branches de la courbe des

_composantes

de l’aimantation

_{perpendiculaire}

au

champ,

ou, ce

_qui

revient au

même,

de la courbe des

_couples

en fonction de e.

Soit le

_rapport

des vitesses de rotation de l’aimantation et du

Aoc

champ

dans le

_voisinage

de OY. Le

_point

sur l’axe des abscisses

correspond

à la coïncidence de la direction du

_champ

et de

l’aiman-tation,

puisque

l’aimantation

_{perpendiculaire}

au

_champ

_{y est}

nulle. Il

faudra,

pour amener, à

_partir

de ce

_point,

l’aimantation sur l’axe de _J,

faire tourner le

_champ

de xc X

2013’

Il ne sera donc

_{plus qu’à}

une

dis-9

tance

_angulaire

de uc

i

-

f)

de cet axe, et le

_champ

coercitif est :

Le tableau suivant donne le résultat de ces

_{déterminations}

_{pour le}

disque

de Morro

_Velho,

_par la méthode des

_couples.

Des

_{expériences plus}

anciennes faites sur la même _{substance par} la méthode

_{balistique, qui}

se

_prête

moins bien à la détermination

Dans la

_{fige 22,}

_j’ai

_porté

les aimantations au minimum

_1.

en

abscisses et les

_champs

coercitifs en ordonnées. Les

_points

de la

première

série sont

_marqués

_par

₊

et ceux _{de la deuxième par}

_8.

Ces derniers sont moins exacts _{que les}

_premiers.

,

Fm. 22.

’

°

Dans les

_champs

_faibles,

des valeurs

considérables,

et la déter-nlination est relativement

_précise;

dans les

_champs

les

_plus

_intenses,

2uc

tombe à

_quelques

centièmes de

_degré,

_qui

_peuvent

être dus en

grande

partie

à la torsion résiduelle du ressort

_spiral

_qui,

négli-geable

en

_{général, pouvait}

fort bien

_{réapparaitre}

dans cette déter-mination

_{particulière,}

faite comme _pour la mettre en évidence. Mais

l’incertitude des

_points

_{correspondant}

aux

_champs

élevés est rachetée par la connaissance du

point

extrême

(lIe

=

0,

Iy

=

lm

== 47), qui

résulte de la

_propriété

du

_champ

coercitif d’être nul le

_long

du cercle de saturation. L’ensemble des résultats de la

_fig.

~?2

_{s’interprète}

_par la

_{proposition :}

Le

_chctnzp

_{coerciti f Hc’}

décroît avec la

835

Par

_{conséquent :}

L’énergie

d’hystèrèsepar cycle

est

_égale

à

_He’

_multiplié

_{par deux} fois la

_longueur

de la

corde,

c’est-à-dire :

Le

_phénomène

_que

_je

viens

_d’exprimer

_{quantitativement}

par cette

formule ne saurait

_s’appeler

_hystérèse

tournante sans

_{impropriété}

de

_{langage, puisque}

la rotation de l’aimantation le

_long

du cercle de saturation a lieu sans

_hystérèse

et _{que celle-ci}

_{n’apparaît}

_que

quand

la rotation est

_accompagnée

d’un

_changement

de

_grandeur

de l’aimantation.

L’une des difficultés dans la détermination de ces

_phénomènes

d’hystérèse

est, nous l’avons

_déjà

_dit,

la nécessité de tenir

_compte

de

la

_complexité

des cristaux naturels et de ramener _{par des} réductions

laborieuses les résultats à ce

_qu’ils

seraient si le cristal était

_simple.

La mesure

_globale

de

_{l’énergie d’hystérèse}

E’

_échappe

à cette

difficulté. Elle

_s’ajoute

_pour les différents éléments cons(ituants du

groupement

cristallin et

_peut

être déterminée aussi bien sur les

échantillons les

_{plus complexes}

que sur ceux

_qui

sont d’une

simpli-cité relative.

J’ai

_employé

à cet effet un

_{appareil qui}

dérive de

_{l’hystérésimètre}

Blondel-Carpentier,

en _y

_remplaçant

l’aimant

_permanent

_par un

électro-aimant. Cet

_appareil

sera décrit ultérieurement en détail.

Voici le

_principe

sur

_lequel

il _repose. Le travail

_dépensé

_{par le}

_champ

- extérieur sur le cristal

comprend

le travail d’aimantation et

l’accrois-sement

_d’énergie

mutuelle du

_champ

et de

_{l’aimant(1).}

Ce travail totale _{est, pour} un

_phénomène

_{plan :}

où a

_{et p}

sont les

_angles

de H et de 1 avec une direction fixe dans le

cristal,

contenue dans le

_plan.

_Quand

le

_champ

est constant, il se

réduit à

Ce travail est nul _pour un

_cycle

_isothermique

_réversible,

_{et, par}

conséquent,

pour un tour

_complet

du

_{champ, quand}

il

_n’y

a _pas

d’hys-térèse. Il est même _{nul pour} un

_demi-tour,

_puisque

les

_phénomènes

se

_reproduisent

à 180° de distance.

_{Quand l’hystérèse}

se

_surajoute

au

phénomène

réversible, f HI

sin

_(u

-

p)

dx cesse d’être

nul,

et il suffit de mesurer l’aire del a courbe

_{représentant}

les

couples

HI sin

_(x

-

cp)

en fonction de _x, avec le

_planimètre,

_pour avoir l’aire

d’hysté-rèse. On

_peut

_répéter

cette

_opération

sur la courbe décrite en sens

inverse.

_Quand

on

_opère

avec le

_planimètre,

il est commode et

_plus

précis

de combiner les deux

_opérations

en

_intégrant

la différence

des

_couples

à l’aller et au retour. On obtient

_alors,

dans un inter-valle de

180°,

l’énergie

correspondant

à un

_cycle

_complet.

L’hystérésimètre

donne par une lecture

_unique

le résultat de cette

intégration.

. Pour la discussion de ces

expériences,

il est commode

d’expri-mer Eu de la formule

₍₈₎

au _moyen de la variable

_{indépendante}

en

observant que : .

où N est constant et ît une fonction connue de H. Si la substance

était

illimitée et

_parfaitement

_continue,

on aurait :

et

-e

La courbe en trait

plein

de la 23 est la

_{représentation}

gra-pique

de la formule

_(11).

Les

_points

_+,

voisins de cette

_courbe,

sont

les résultats des mesures faites avec

l’hystérésimètre.

Ils ont subi la correction - _sur le

champ,

nécessitée par le caractère

_approché

de

_{l’équation (10)}

et

_empruntée

à la courbe

1,

page 493. Cette

correc-tion est certainement

_trop

_faible,

l’échantillon

_ayant

été cassé

_depuis

les

_premières

_{expériences.}

837

L’échelle des abscisses _{pour la} construction de la courbe est donnée par la valeur connue de

NIM

== 7 a0(.

Fics. 23.

L’échelle des ordonnées

_peut

être déterminée

_{expérimentalement}

d’une manière

_{indépendante.}

Si l’on

_place

le

_{plan magnétique}

de la substance verticalement dans le

_champ

tournant horizontal de

l’hysté-Fic. ?

résimètre,

à

_chaque

tour de celui-ci le vecteur aimantation décrit dans les deux sens le diamètre de facile aimantation I3C

_2à)

et deux

arcs AB et CD du cercle de

_saturation,

_plus

ou moins étendus suivant

la

_grandeur

du

_champs,

et cela

_quelle

_{que soit la direction du}

838

mètre de facile aimantation dans le

_plan

vertical.

_L’énergie

d’hysté-rèse dite « tournante >> est donc

_égale

dans ce cas à celle de

Fhysté-rèse alternative suivant le diamètre de facile

_{aimantation ;}

elle est

donc

_{indépendante}

du

_champ

et

_égale

à l’ordonnée à

_l’origine

de la courbe

_{représentant}

la formule

_{(11) ~}

_fig.

_23).

Et cela est vrai aussi bien pour un cristal

complexe.

C’est bien ce _{que donne}

_{l’expérience,}

comme

le montrent les

_points

₊

sur la courbe

_{supérieure pointillée,}

de la

fig-

23. Les

_premiers

seuls se trouvent au-dessous de la droite hori-zontale

_passant

_{par les suivants. Cela tient} à ce _{que, dans les}

_champs

faibles,

la saturation n’est _{pas atteinte par suite des}

_{phénomènes,}

démagnétisants

et

_{qu’une partie}

seulement du diamètre de facile aimantation est décrite.

Malheureusement le

_disque

de

_pyrrhotine

des

_premières

expé-riences avait été détruit accidentellement avant cette dernière série de mesures dans

_laquelle

le

_{plan magnétique}

est

_placé

verticalement.

FIG.

Elle a été exécutée avec un autre

_disque

de la même

_origine

et

ayant

approximativement

les mémes dimensions. En attendant _que de nouvelles

_expériences

actuellement en voie d’exécution conduisent à un contrôle

_plus

serré des lois de

_{l’hystérèse,}

on voit _que celles-ci

sont dès à

_présent

confirmées

_quand

à leur allure

_générale

et à la nullité de

_{l’hystérèse}

tournante au-dessus de H ~~ ’1.300 gauss.

839

L’emploi

de cette méthode _{suppose que} les

_phénomènes

d’hysté-rèse,

comme les autres

_phénomènes

_{d’aimantation,}

ne sont _pas

altérés par une

_composante

du

champ perpendiculaire

au

_plan

magnétique,.

Les considérations

_{énergétiques}

sur

lesquelles

nous nous sommes

_{appuyé n’ayant}

aucune

_prise

sur le

_phénomène

irré-versible,

_{l’expérience}

_peut

seule trancher la

_question.

La

_fig.

23

montre lacourbe

_cyclique

d’une

_{pyrrhotine (New-Jersey) légèrement}

anormale,

à

_champ

coercitif

considérable,

relevée

_(traits

_pleins)

avec un

_{champ magnétique perpendiculaire}

au

_plan

_égal

à J. 903 _gauss, et

(traits

pointillés)

avec un

_{champ perpendiculaire}

_égal

à 3.6~0 _{gauss. Les}

deux courbes ne se

_superposent

_pas, sans doute à cause de la

suscep-tibilité

_{perpendiculaire}

au

_{plan magnétique,}

plus

_grande

dans les

substances

_anormales,

mais elles montrent _que

_{l’hystérèse}

n’est pas altérée. Cette

expérience

déjà

ancienne et faite avec _{des moyens}

d’observation encore

_imparfaits

m’a _paru

concluante,

mais elle pour-rait être

_reprise

avec

_plus

de

_précision.

LES SUBSTANCES ANORMALES.

Au début de cette étude

_{j’ai déjà}

_indiqué

_{que les cristaux}

_compacts

du Brésil et les masses feuilletées de diverses

_origines

ont _des

pro-priétés

différentes. Un travail fait en collaboration avec M. J. Kunz sur « Les variations

_thermiques

de l’ aimantation de la

_{pyrrhotine (t)}

»

nous a montré l’irréductibilité des

_propriétés

de ces deux

_espèces

de

pyrrliotines.

Celles de la

_deuxième,

_que

_j’ai

_appelées

_anormales,

ne

donnent,

même à la

_température

_ordinaire,

_qu’une

_image

_vague et

profondément

troublée des

_propriétés

si nettes de la

_pyrrhotine

nor-male.

Mais,

comme ces

_pyrrhotines

sont _{celles que l’on} se _{procure le}

plus

facilement et _{que, par} un hasard peu

_{avantageux, j’ai}

commencé

par leur consacrer

_beaucoup

de

_temps,

_je

crois utile de résumer brièvement leurs

_{propriétés.}

Plan

_{magnétiques. -}

_Déjà

dans les

_champs

faibles la

_propriété

du

plan magnétique

n’est _pas ex acte. J’ai

_indiqué

_{précédemment(2),}

_pour

( ~) C. R., t. CXLI , p. ~.82 ; 190~. - Ce travail paraît inexlenso à la suite du _présent

mémoire.

l’aimantation

_{perpendiculaire}

au

plan magnétique

de l’aimantation

_parallèle

au

_plan,

_pour des

_champs

_peu intenses

dans

_lesquels

_je

_{n’avais pu découvrir} aucune aimantation

perpendi-culaire au

plan

magnétique

dans les

pyrrhotines

normales.

Dans les

_{champs plus}

_intenses,

le _{critérium de la saturation}

ap-parente

constante ou décroissante

_(ce

mémoire,

_p.

₅₀₁₎

est nette-ment en défaut. Il n’est même _pas

_nécessaire,

_{pour le constater, de}

ramener les mesures à ce

_qu’elles

_{seraient pour} un échantillon

cris-tallographiquement simple.

J’ai

trouvé,

par

exemple :

Phénomènes de’magnétisants. -

Dans le

_{plan magnétique,}

on

ren-contre les mêmes

_{groupements cristallins,}

et l’on

_peut,

comme _pour

la

_pyrrholine

normale,

déduire les

_propriétés

de la substance

_simple

de celles de la substance

_complexe.

Mais la loi du

_champ

_{démagnétisant :}

cesse d’être vérifiée. La formule

_{plus générale :}

représentant

la loi du

_phénomène

_{démagnétisant}

le

_plus

_général

di-rigé

suivant la direction de difficile

_aimantation,

ne satisfait pas non

plus

aux faits.

On

_peut,

dans ce cas

_(1),

avoir recours à une surface obtenue en

(1) Voir C. _{R., CXXXN’Ill, p. 35 ;} -. 1904: - J. de Phys., 4e

série, t. III, p. 19-li;

481

portant

en

chaque

_point

du

_{plan magnétique}

une ordonnée

_égale

à

l’énergie

d’aimantation,

pour

représenter

l’ensemble des

propriétés

du cristal dans le

_plan

_magnétique.

Cette

surface,

à son _tour,

_peut

être

_{représentée}

_par ses courbes de niveau. J’ai fait cette détermina-tion assez laborieuse _{pour deux} échantillons

(substance, 1

et 2, p.

~83) ,

mais je puis

me

_dispenser

de

_reproduire

ici cette

_image,

car, à pre-mière vue, elle ne se

_distingue

_{pas de celle d’une}

_pyrrhotine

normale

qu’il

est aisé de décrire.

Dans cette

_dernière,

en

effet,

l’énergie

se _{compose de la} somme de

deux termes : d’abord le travail de

HI

_qui

conduirait à une surface de

révolution,

et celui de

HD

qui

fournit le terme :

représenté

par un

cylindre parabolique

dont la

_{génératrice,}

lieu des

sommets, coïncide avec la direction de facile aimantation. Cette

der-nière

_partie

de

_l’énergie

est la

_{plus importante.}

résiduels. - Les

phénomènes

résiduels sont

_beaucoup

plus

intenses dans

_{les pyrrhotines}

_{anormales que dans les}

_pyrrhotines

Fm.26.

normales. Il _{semble aussi y avoir} un

_champ

coercitif constant le

_long

ce diamètre. Ce

_champ

décroît

quand 1.

croît,

et

l’énergie d’hystérèse

dépensée

le

_long

de la corde tend vers zéro avec la

_longueur

de cette

corde.

Mais il se

_présente

en outre un autre

_phénomène

_{d’hystérèse}

_qui

se

manifeste,

dans les courbes

_{représentant}

les

couples

en fonction

des azimuts du

_champ

x, par un écart entre les deux courbes d’aller

et de retour dans le

_voisinage

du maximum d’aimantation

_26).

La

_lig.

26 se

_rapporte

à des

_expériences

faites dans un

champ

de il. i40 _{gauss. Cet} écart va en croissant avec le

_champ,

et danse certains cas il s’accroît avec le nombre de

_cycles

décrits. Ce

phéno-mène

_possède

donc une sorte de viscosité. Il serait

_prématuré

d’en chercher une

explication,

mais on

_peut

_soupçonner

_{qu’il dépend}

des

changements

d’état

_magnétiques

_{que le travail} cité

_plus

haut a fait

découvrir dans les substances anormales. Résultats

_numériques.

- Pour terminer _ce

qui

concerne les

subs-tances

_anormales,

_je

condense

_quelques

résultats de mesures relatifs aux deux substances de

_{New-Jersey, qui}

ont été

_l’objet

d’une étude détaillée et

_qui

ont été

_déjà

mentionnées _page

_483,

dans les tableaux suivants. Les intensités d’aimantation sont

_exprimées

en unités °

843 Les

_champs

_{désignés par Hn}

ont été

déterminés,

par

analogie

avec

les

_champs

_{démagnétisants}

au minimum dans la

pyrrhotine

normale,

au _moyen du

_rapport

de la vitesse de rotation de l’aimantation et du

champ

dans le

_voisinage

de la direction de difficile aimantation. On a en effet

HD =

H

i

-

’

(Voir

p.

497).

La troisième colonne

B

/

’

montre _que ces

_champs

sont loin d’être

_{proportionnels}

aux

comme

cela avait lieu pour la

pyrrhotine

normale.

Pour la substance

1,

l’aimantation à saturation a été trouvée

_égale

à

_1,84

unités C. G. S. La substance 2 était un autre

_fragment

du’ °

même cristal. ,

°

r

. ’

SCHEMA MOLECULAIRE.

Afin _{de grouper} autour d’une

_{représentation}

sensible les

_propriétés

du cristal de

_pyrrhotine,

_{imaginons qu’il}

soit

_composé

de files de

petites

aiguilles

aimantées

_{équidistantes,}

_alignées

dans la direction de facile aimantation et dont les axes de rotation soient

_{perpendiculaires}

au

plan magnétique. Supposons

ces aimants

_petits

_par

_rapport

aux

distances

_qui

les

_séparent

et assez intenses pour exercer les uns sur

les autres une action directrice. Admettons en outre _{que, par suite}

. FIG. 21.

_

d’une

_compensation

ou d’une

_{plus grande}

_distance,

les files soient

sans action les unes sur les autres. Livres à

_eux-mêmes,

les aimants d’une file

_adopteront

une

position d’équilibre

dans

laquelle

le

pôle

nord de

_chaque

aimant est en face du

_pôle

sud de l’aimant suivant

27).

Faisons

_agir

sur le

_système

ainsi constitué un

champ

H sous un

_angle

x avec la direction des files. Les aimants seront déviés

d’un

_angle

_9.

_{Soit li.}

le moment

_magnétique

d’un aimant

élémen-taire ;

l’ensemble de la file exerce alors sur

_{chaque petit}

aimant un

champ magnétisant A~

cos _9’ et dans la direction OY un

_champ

déma-gnétisant

-

Btt

sio _(p, où A et B sont des constantes.

L’équation

d’équilibre

de cet aimant est donc :

ou

Or la loi

_{démagnétisante}

_que nous avons trouvée

expérimentale-ment

_s’exprime,

en considérant dans la

_(fig.

13 p.

_488),

le

_triangle

OAB, par :

En

_{posant :}

le schéma moléculaire donne donc

_{précisément}

la loi

_{expérimentale}

pour les

points

situés sur le cercle de saturation.

L’intensité d’aimantation à saturation est

_égale

à la somme des

moments

_magnétiques

des aimants élémentaires contenus dans l’unité de volume. Il résulte donc de

_{l’équation (l~) qu’alors}

même _que la valeur de u.

changerait,

par la variation de la

température

par

exemple,

N reste constant tant _{que la} structure de la substance est

invariable.

La loi

_{démagnétisante}

ainsi retrouvée

_exprime

_que,

_lorsqu’un

champ

constant H décrit un

_quart

de tour à

_partir

de

OX,

fiy.

20,

page

831,

l’aimantation décrit un arc AB du cercle de saturation.

Cherchons à nous

_représenter

comment l’aimantation _pourra décrire soit le diamètre de facile aimantation

_AE,

soit la corde BCD. Si l’on fait

_agir

sur les files d’aimants élémentaires dans leur

po-sition

_{d’équilibre}

OX un

_champ

croissant

_dirigé

suivant 0

_(-

_X),

quand

il atteindra une certaine valeur

_Hc

leur

_équilibre

deviendra

instable et tous les aimants

_pivoteront

de 1800. Le travail du

_champ

extérieur,

égal

au

_champ

coercitif

_multiplié

par

2IM,

sera absorbé

dans l’amortissement de leurs mouvements.

Ce même

_phénomène

se

_produisant

_{successiveinent pour les}

diffé-rentes

_files,

_{mais pour} la même

_valeur,

ou du moins des valeurs

845

facile aimantation. Le schéma moléculaire rend ainsi

_compte

de la

constance du

_champ

coercitif’ le

_long

de ce diamètre.

On

_peut

_remarquer

_l’analogie

_que ce

_changement

d’orientation

présente

avec un

_changement

d’état. Comme dans la transformation d’un

_liquide

en _vapeur saturante de même

_{températnre,}

ce sont les

portions

successives du corps

qui

subissent la méme

_{transformation,}

et

_pendant

cette transformation le

_champ

_coercitif,

comme la

pres-sion _{de la vapeur,} reste constant.

Lorsqu’un champ

constant 1-1 aura décrit un

_quart

de tour dans le

plan

à

_partir

de

_{OX, les}

aimants élémentaires se trouveront dans une

position d’équilibre

déterminée _par

_{l’équation (a)}

et _pour

_{laquelle :}

Pour 1e même

_champ,

il _y a une deuxième

position

d’équilibre

symétrique

de la

_première

_par

_rapport

à OY. On

_peut

_imaginer

qu’un

champ

Hc’

dirigé

suivant 0

_{( -}

_X)

_{fasse passer}

successive-ment les différentes files de la

_première

de ces

_positions

_{d’équilibre}

à la seconde. Sïl en est ainsi, le

_{phénomène d’hystérèse}

le

_long

de la corde

BD,

20,

doit encore

_correspondre

à un

_champ

coercitif’

constant, ce

_qui

est d’accord avec

_{l’expérience.}

La

_petitesse

du

_champ

_{coercitii, 15,4}

_{gauss, dans} la substance

étudiée,

en

_comparaison

du

_{champ démagnétisant}

maximum de

7.300 _gauss, est un des

_aspects

_{caractéristiques}

des

_{phénomènes.}

Je

n’ai _pas

_{réussi, jusqu’à présent,}

à le déduire

_{quantitativement}

de cette

représentation schématique,

mais

_il

est

_permis

_{de penser}

_qu’il

est

en relation avec ce

_qui

se _{passe dans} la

région

troublée des

extré-mités des files.

Si le

_champ

coercitif est dû à l’action mutuelle des aimants

élé-mentaires,

il doit

_être,

à structure

_{égale, proportionnel}

il _V.. La vérifi-cation de cette

_proposition

est accessible à

_{l’expérience (~ ).}

Il est

_possible

aussi _{que les substances}

anormales,

dont les

exemples

m’ont

_toujours

_{été fournis par} des échantillons de structure

feuilletée,

doivent une

_partie

de leurs

_propriétés

à la

multiplication

de ces

_régions

_{troublées, conséquence}

de la discontinuité de la

matière.

(~ ) Voir à ce _sujet, comme _{pour la proposition analogue} relative il 1’Iw, le tra-vail suivant Sur les val’Íations _the’niques de l’airnantation de la _pyrrhotine.

En cherchant

_parmi

les courbes d’aimantation

_qui

ont été

_publiées

pour le fer et les autres métaux

_{ferromagnétiques,}

on en trouverait .

sans doute

_plus

d’une

_{qui permettrait}

des

_{rapprochements}

avec

les

_propriétés

de la

_pyrrhotine

et avec le schéma

qui

les

repré-sente. Je ne citerai à titre

d’exemple

_{que les}

cycles

d’hÿstérèse

obte-nus _par M. Ch. Maurain pour le fer

_{électrolytique déposé}

dans un

champ magnétique

de

_quelques

_gauss. La 28 est

_empruntée

au

mémoire de elle

_représente

une courbe

_cyclique

d’hys-térèse alternative relevée dans la direction du

_champ

_agissant

pen-dant

_{l’électrolyse.}

Il n’est _pas bien

_surprenant

_que cette direction ait des

_propriétés

communes avec la direction de facile aimantation de la

_pyrrhotine.

Comme nous l’avons trouvé _pour

_celle-ci,

nous

retrou-vons ici une saturation _constante, entre la saturation

_positive

et

néoa-2 8.

tive des variations très

_rapides

_{de l’intensité d’aimantation que les}

phénomènes

démagnétisants

provenant

de la structure et de l’étendue limitée du

_{dépôt empêchent}

_peut-être

seuls d’être

_{instantanées,}

et une

largeur

très sensiblement constante du

_{cycle d’hy stérèse.}

’