Le phénomène magnéto-calorique

HAL Id: jpa-00204281

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00204281

Submitted on 1 Jan 1921

HAL is a multi-disciplinary open access

archive for the deposit and dissemination of

sci-entific research documents, whether they are

pub-lished or not. The documents may come from

teaching and research institutions in France or

abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est

destinée au dépôt et à la diffusion de documents

scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,

émanant des établissements d’enseignement et de

recherche français ou étrangers, des laboratoires

publics ou privés.

Le phénomène magnéto-calorique

Pierre Weiss

To cite this version:

Pierre Weiss.

Le phénomène magnéto-calorique.

J. Phys.

Radium, 1921, 2 (6), pp.161-182.

�10.1051/jphysrad:0192100206016100�. �jpa-00204281�

LE

JOURNAL

DE

_PHYSIQUE

ET

LE RADIUM

LE

PHÉNOMÈNE

_{MAGNÉTO-CALORIQUE}

Par M. PIERRE WEISS _professeur à l’Université de _Strasbourg.

SÉRIE VI. TOIE II. JUIN 1921 NI 6

Le

_phénomène

_{magnéto-calorique}

a été rencontré à l’occasion d’un

tra-vail dont les

_premiers

débuts remontent à 1907. C’est un ensemble dP

recherches

_{expérimentales}

_que

_{j’ai déjà}

exécutées

_plusieurs

fois sans _que,

malgré

la

_précision

accrue, elles m’aient donné satisfaction. En

1917,

M.

_Piccard,

mon collaborateur de bien des

_années,

et

moi-même,

avons remis une fois de

_plus

ces recherches sur le chantier. Ce travail n’est _pas

encore achevé et ce _que

_je

vais vous

_présenter,

ce n’est pas le travail

lui-méme, c’est un

_{sous-produit,}

une découverte accidentelle faite au cours des

derniers efforts _{tentés pour le} mener à bonne fin.

En disant _que nous avons travaillé

_pendant

si

_longtelnps

dans un ordre

d’idées voisin de celui

_qui

va nous _occuper,

_je

suis amené à faire un aveu.

La découverte

dont

_je

vais vous

parler,

on

_pouvait

la faire en écrivant une

seule

_ligne

de calculs. On en

_avait,

en

_effet,

tous les éléments sous la main

et ceux

_-qui,

comme mes collaborateurs et

_moi-même,

_{s’occupaient}

de ces

questions

et avaient l’habitude de lnanier ces

_éléments,

ont donc été fautifs

de ne _pas

_apercevoir

cette chose si

_simple.

Cette

_ligne

de

calculs,

nous

l’écrirons tout à l’heure.

_Auparavant,

si vous le voulez

bien,

nous com-mencerons _par suivre le chemin

_{plus long}

que

j’ai

suivi moi-lnême.

Mais

_d’abord,

_quel

est ce travail

_qui

a été effectué six fois avec une

précision toujours

croissante,

toujours

insuffisante et _que nous n’avons _pas encore

publié?

C’est la

topographie

exacte d’une fonction de deux

variables,

de, l’état

_{d’aimantation}

du nickel dans sa

_dépendance

du

_champ

et de la

température.

Et,

si nous avons recherché une si haute

_précision,

c’est parce

qu’il

y a des

_questions

de

principe

à résoudre à l’occasion et _{par le moyen}

de cette

_topographie.

Je voudrais d’abord vous

_présenter

les idées directrices

de ce travail.

Ces

_questions

de

_principe

se rattachent à

_{l’hypothèse}

clu

cllamp

molé-(1) Conférence faite le 28 février t9?0, aux Instituts _Solvay à Bruxelles. ,

LE JOURNAL DE _PHYSIQUE ET LE RADIUM. - SI3RIE

VI. -- _{TOJIE II.} -

JUIN 1921. - NO 6. i 1.

culaire. Vous vous

_{rappelez qu’avant}

_{que cette}

hypothèse

eût été formulée,

Langevin

avait établi unc théorie du

_magnétisme

_faible,

_{du paralnagnétisme,}

qui

donne la loi de l’aimantation _{des gaz}

_{paramagnétiques,}

et

_{qui s’applique}

aussi aux solutions des sels

_{paramagnétiques.}

Si nous

_{appelons :}

.

la saturation absolue, c’est-à-dire le moment

_magnétique

_par unité

de masse

_quand

tous les aimants moléculaires son t

_{parallèles ;}

0",

l’aimantation,

c’est-à-dire le moment

magnétique

_par unité de masse

correspondant

à la valeur ({ de la

variable ;

la

_{signification}

de cette variable

étant donnée _par

où H est le

_champ

_magnétique

exercé sur la

substance;

~,

la constante des _gaz

_{parfaits rapportée}

à l’unité de masse

_{(~) ;}

la loi de

_{Lange vin}

s’écrit :

Cette loi est

_{représentée}

_{par la} courbe

_fig.

1. Elle rend

_compte

des

propriétés

des _corps

_{paramagnétiques.}

En la

discutant,

on s’est aperçu

qu’en général

tout ce _que l’on

_peut

f aire avec les

_champs

actuellement

réalisables,

c’est d’en

_parcourir

une

petite

partie

dans le

_voisinage

de

l’o-rigine, pratiquement

la

_tangente

à

l’origine,

et _que la saturation n’est

pas accessible. Il faut

déjà,

comme

l’a fait récemnlent

_Iiamerlingh

Onnes dans l’étude

_magnétique

du sulfate

de

_{gadolinium (L),}

descendre très

près

du zéro absolu _{pour observer,} avec les

_champs

dont on

_dispose,

une

courbure sensible et recueillir des indices du

_voisinage

de la saturation. Cette

théorie,

_je

l’ai étendue aux

_{ferromagnétiques}

_par

_{l’hypothèse’du}

champ

moléculaire,

_qui,

sous sa

première

forme,

s’exprime

de la manière

suivante. Considérons l’ensemble des molécules d’une substance aimantée.

1 A l’intérieur de cette

substance,

il

règne

un certain

champ magnétique qui

(1) Donc = _83,15 X 106e où M est la masse moléculaire.

’

’

(2) IL’B}1ERLINGH 0xNEs, Proc. Acad. _{1914, p. 167} î et Connu. Leiden, n. _140,

p. z7~

tend à orienter

_chaque

molécule en

_agissant

sur le moment

_magnétique

dont elle est le

_porteur.

Ce

_champ

est

_{proportionnel}

à l’aimantations

a et

dirigé

comme elle. Il a _pour

_expression

où ii est une constante et a, l’aimantation ou nioiiient

_magnétique

de l’unité

de masse. On

_peut

dire _{que le}

_champ

moléculaire est _{l’action que 1"ensemble}

des molécules aimantées exerce sur l’une d’entre elles

_(’).

Pour

_étudier

une substance on

_fait,

en

_{général, agir}

sur elle un certain

champ

extérieur He. Le

_champ

total H est

_égal

à la somme des deux

_champs

extérieur et moléculaire

Voilà les données du

_problème.

Je vais être très bref

_quant-à

la manière dont les

_{conséquences}

s’en déduisent. Considérons d’abord le cas

du

_champ

extérieur nul. On

_peut

_représenter

_{graphiquement}

les conditions

imposées

à la substance. Prenons une

_température

_{déterminée ;}

nous

traçons,

pour cette

température,

la courbe de

Langevin qui

devient une

rela-tion entre 6 et le

champ Il.

En l’absence d’un

_champ

extérieur,

le

_champ

moléculaire existe seul.

Représentons

aussi la relation entre ce

_champ

et 1’intensité d’aimantation.

Puisque

la

_quantité

n, dans la formule

(3).

est

constante,

nous avons une

droite

_passant

_par

_l’origine.

L’aimantation,

qui

devra satisfaire aux deux

conditions,

sera donnée

, par

le

_point

d’intersection A et une discussion

_plus

attentive montre _{que le}

point

que nous trouvons ainsi

_représente

un état stable dans

lequel

la

matière se met

_{spontanément.}

Par _contre, le

_point

ci’intersection à

_l’origine

représente

l’état non

_magnétique

instable. C’est le moment

_magnétique

(1) S’il est commode et intuitif de se _représenter le _champ moléculaire comme un véri-table champ magnétique, cette _hypothèse est inutilement spécialisée et _{il y} a même des difficultés très sérieuses à admettre que les actions mutuelles d’orientation des molécules douées de moment _magnétique soient réellement de nature _magnétique. La nature du

champ moléculaire serait sans doute intéressante à connaître mais, pour l’objet que nous

poursuivons ici, il suffit d’en _posséder une _{expression analytique.} On _peut conserver, et

nous conserverons celle du texte ci-dessus _qui fait _image. Mais elle _pourrait aussi être

remplacée par :

où U est _l’énergie de la substance. Cette dernière définition _comprend comme cas

parti-culier la définition _(3). Elle a _l’avantage d’être _{indépendante} de toute hypothèse sur la nature des forces.

par unité de masse dans l’état stable _que

_{j’ai appelé}

aimantation

spon-tanée.

Cette notion

_impose

une

conception

nouvclle de ce

_qu’est

Lll1 morceau de fer nonaimanté. L"idée _{clue l’on} s’en fait habituellement

est,

_qu’il

est

quel-que chose de diffé-rent du fer

aiman-té, que l’aimanta-lioll se

_produit

of-fectiyc111cntau

1110-ment Oll

_{Je chan1p}

extérieur entre en

jeu.

Fig. 2. ,

Mais,

si l’état . aimanté est seul

stable,

il doit se

_produire

de lui-même sans

_{intervention,}

et c’est

l’appa-rence non aimantée

qu’il

faut

expliquer. A

cet

effet,

il faut faire

_appel

à un

autre ordre

d’idées, à

des considérations de

_statistique.

La direction dans

_laquelle.

_{spontallémellt,}

l’aimantation se

_produit,

n’est

_indiquée

_par rien dans notre théorie. Elle sera donc _{déterminée par}

des conditions accessoires

_qui

_{n’ont pas} été mentionnées et

_qui

_peuvent

être les menus accidents de la

substance,

les

petites

discontinuités,

les

petites

cavités

_{qui s’y}

trouvent et

surtout,

sans

_doute,

les

_propriétés

ani-sotropes

des cristaux dont elle est

_composée.

_{Il y} a donc. dans un morceau

de

fer,

des

_régions

dans

_lesquelles

l’aimantation est

_dirigée

dans un sens,

d’autres où elle est

_dirigée

en sens

contraire,

d’autres encore où elle a une direction

_qui

n’a aucun

_rapport

avec les

_premières.

En résumé, l’effet d’ensemble est une substance

_qui

semble nôtre pas aimantée du

tout.

L’aimantation,

telle _que les

_ingénieurs

la

_pratiquent,

consiste alors

non _pas à modifier d’une manière

_appréciable

l’état d’aimantation

spon-tanée, mais à surmonter ces

_petites

causes accessoires que nous 11’avions pas

jugées dignes

d’entrer dans la théorie et à

_rapprocher

ainsi du

parallé-lisme l’aimantation des différentes

_parties

de la substance.

L’aimantation _observable,

_qui

est la résultante

_{géométrique}

des

aiman-tations

_partielles,

ne

_peut

dépasser

celle

qui correspond

au

_{parallélisme}

parfait.

Cette limite est la saturation à la considérée. Elle

dont elle diffère de tout l’effet de

_{l’agitation thermique.}

En

réalité,

ce n’est que par

approximation

clue l’on

peut parler

de cette limite de l’aimantation

à une

_température

déterminée. Des

_chalnps

suffisamment

_grands,

en

général

inaccessibles,

permettraient

de

_{s’approcher}

à toute

_température

de la saturation absolue ao. Avec cette

approximation, lorsqu’à

une certaine

température

l’expérience

donnera nettement une aimantation à saturation

celle-ci sera aussi l’aimantation

_spontanée

à cette

_{température.}

Et ", en fait,

cette saturation se détermine sans

_ambiguïté

tant _{que la}

_température

n’est pas

trop

voisine du

point

de Curie que nous allons cléfinil1.

Faisons

maintenant,

à une autre

_{température,}

la mème détermination

graphique

de l’aimantation

_spontanée.

Nous _{voyons que, dans} l’une des

équations,

la

_température

_figure

_{et que, dans}

l’autre,

elle ne

_figure

_pas. Si

nous _prenons une

_température

_plus

_élevée,

nous aurons à tracer la loi de

Langevin

à une échelle

agrandie

des

champs;

_{par suite du fait que la}

tern-pérature

est au dénominateur de la variable a, et nous trouverons par l’in-tersection avec la droite

_(fig.

₂₎

une aimantation

_{spontanée plus petite.}

A une certaine

_{température 0,}

le

_point

d’intersection

_{ayant rejoint l’origine,}

l’aimantation

_spontanée

sera nulle.

En utilisant les résultats de cette construction

_graphique,

nous _pouvons

tracer la loi de variation de

l’aimantation

_spontanée

en

fonction de la

_{température,}

et cette loi est aussi celle de la

variation de t’aimantation à

saturation. Ce

_premier

résul-tat de la théorie du

_champ

moléculaire est

_représenté

dans la

_fig.

3. Ont été

_portés

en

abscisses,

les

_rapports

des

températures

absolues à la

température

0 où l’aimanta-tion

_spontanée

s’annule et en

ordonnées, les

_rapports

_c/c°o.

On donnait autrefois à

cette

_température

e le nom

impropre

de

_point

de trans- Fig. 3. .

formation.

_Maintenant,

on

l’appelle point

de

Curie,

_pour

rappeler

le travail

de Pierre

_Curie,

_qui

a fait

_époque

dans l’histoire du

magnétisme.

mar-qués

le résultat de mesures faites sur la

_magnétite.

L’faccord est

reman-quable

dans le

_grand

intervalle entre la

_température

ordinaire et le

_point

de Curie. Aux basses

_{températures}

_{seulement il y} a un écart

_sensible,

dù sans

doute à un

_changement

_d’état,

de nature inconnue. C’est donc un réel succès

pour la théorie. ’

t)

Cette théorie a

_remporté

d’autres succès. Elle a

_permis

de reconnaitre ce

_qui

se _passe au dessus du

_point

de Curie. Si nous

_{représentons,}

dans

cette

_région,

l’inverse da coefficient

d’aimantation,

en fonction de la

température,

la théorie donne une

_ligne

droite

_passant

_{par le}

_point

de Curie.

Et,

en

_effet,

on trouve clans l’étude des substances

_{ferromagnétiques}

au

des-sus du

_point

de

Curie,

d’excellentes vérifications de cette loi linéaire.

Enfin une vérification

_importante

a été

_acquise

_par la découverte de la

nature exacte de l’anomalie

_thermique

des _corps

_{ferromagnétiques.}

On savait

_{depuis lonatemps qu’il}

_y a

quelque

chose de

spécial

dans la loi

sui-«Tant

_laquelle

il faut fournir de la chaleur aux

_{ferromagnétiques}

_pour

pro-duire une élévation de

_{température,.}

On

_parlait

_couramment, sans

_préciser

davantage,

de chaleur de transformation.

On ne s’était pas aperçu, en

_prenant

les choses en _gros,

_{qu’il ne s’agit}

pas d’une

quantité

de chaleur absorbée à une

_température

déterminée,

comme c’est le cas _{pour les}

_changements

d°état. mais d’une

_absorption

de

chaleur

_qui

s’étend à un intervalle de

_{températures}

considérable. Et en

effet,

uncalculfondé surle

_{champ moléculaire montre quela chaleur}

_{spécifiquedoit}

être

_augmentée

d’un terme additionnel dans toute la

_{région ferromagnétique.}

Représentons

ici

_(fig.

_i)

la chaleur

_spécifique

vraie d’un métal non

lnagnctique.

Elle croîtra

_{régulièrement}

en fonction de la

_température

(cour-be 1). Ajoutons- y

le tcrme

_magnétique

qui

croit

_{progressivement}

du zéro

ab-solu au

_points

de

Curie,

qui

en ce

poin t

s’annule

_hrusquelnent

et reste nul au-dessus de ce

_{point (courbe II).}

La chaleur de transformation, si Fig. 4.

- -

l’on tient à conserver ce _terme, on

Fig.4.

mieux,

la chaleur de désaimantation

est

_dépensée

dans tout rintervalle du zéro absolu au

_point

de Curie. En ce

point,

la chaleur

_{spécifique vi-aielpi-éseiite}

une discontinuité

_qui

est

l’ex-pression

du fait _que la désaimantation étant

_complète

il

_n’y

a

_plus

de

chaleur de désaimantation à fournir.

_{L’expérience}

a confirmé cette

. Il est très

frappant

que cette théorie

qui.

par certains côtés, a si bien

fait ses _preuve,

_présente

des insuffisances incontestables.

J’ai

_comparé

dans la

_figure

3 la variation de l’aimantation

_spontanée

de la

_magnétite

avec la théorie. Nous aurons encore un accord satisfaisant

pour le ferrouicket

répondant

iL la formule Fe2 Ni. Mais si nous _{prenons les} . métaux purs. le fer ou le

nickel,

_{l’expérience}

nous donne une courbe

_qui

a sans doute loi même

_{physionomie générale,}

mais

_qui,

_{quantitativement,}

s’écarte notablement de la théorie.

Ce n’est pas (me ce soit un résultat

négligeable,

_que de

_{repro1uil’e}

la

physionomie générale

d’un

_{phénomène jusqu’alors}

totalement

_inexpliqué,

mais des écai-Ls

_pareils

ne _{sont pas} sans causer un certain malaise et démontrent _que la théorie demande tout au moins des retouches

_partielles.

Quant-aux

phénomènes

au-dessus du

_point

de

Curie,

la droite

_qui

représente

l’in-verse des _{coefficients d’ai111alltatioll- passe, pour les trois} métaux.

fer,

nickel et

cobalt,

non _par le

_point

de Curie

lui-même,

mais

coupe l’axe des abscisses à une dizaine de

_degrés

au-dessus. C’est comme

s’il s’était

substitué,

au

_point

de Curie de la

_région

_{ferromagnétique,}

un

point

de Curie

_{légèrement plus}

élevé. La droite

_rejoint

d’ailleurs le

_point

de Curie de la

_{région ferromagnétique}

_par un raccord

_curviligne.

Des

con-tradictions

_partielles

’à côté de bonnes vérifications sont, on le sait _par

expérience,

souvent

_l’origine

de nouveaux

_progrès

et’ c’est

_{précisément}

le

désir de trouver la clef cle ces

_{énigmes qui}

m’a fait attribuer une telle

importance

au relevé exact des

_propriétés

du nickel.

Mon collaborateur,

_Auguste

Piccard,

avait

_imaginé

une méthode

de mesures nouvelle et avait réalisé

_l’appareil

avec une rare virtuosité.

Je vous demande la

permission

de dire deux mots de la méthode et de

l’appareil.

’

Nous

_disposions

_{d’un très gros} électro-aimant bobiné avec du tube

de cuivre. Le courant circulant dans la

_paroi

du tube et l’eau de

réfrigéra-lion dans la cavité

_cylindrique,

la constance de la

_température

était

_parfaite

même aux

plus

fortes excitations.

La

_figure

5 donne une

représentation

schématique

de

_{l’appareil.}

P, P

sont les

_pôles

de l’électroaimant. Ils sont

_percés,

suivant

_l’axe,

d’un trou

cylindrique

dans

_lequel

on

_peut

faire

glisser parallèlement

à l’axe le four

élec-trique, cylindrique

lui aussi.

_qui

contient la

substance,

une

_sphère

s de ’

"

nickel de ce four se trouvent deux bobines bb’

_fixes,

bobinées

. en sens contraires. On

_peut,

_{par le} mouvement du four. _{faire passer la}

sphère

du centre de l’une des bobines

_(position

s)

au centre de l’autre

Pourquoi

cette

_{disposition ?}

Le mouvement

_{qui produit}

un

accroisse-ment de flux dans l’une des bobines et une diminution dans l’autre

don-nera, par suite du

bobinage

inverse,

des forces électromotrices instantanées

qui s’ajouteront.

Nous pourrons donc, par la méthode

balistique,

mesurer le

moment de cette

_sphère

et, par

consé-quent,

son intensité d’aimantation. Grâce

à l’artifice des deux bobines enroulées

en sens

inverses,

nous

éliminons,

ce

_qui

est très

_important,

les effets des

_petites

variations accidentelles d’aimantation de

ce _{gros électroaimant.}

_{L’expérience}

se-rait à

_peine

_praticable

sans cette

com-°° °

.

pensation,

les

_quantités

à mesurer étant

incomparablelnent plus petites

que le flux que l’électroaimant envoie à

travers l’une des bobines.

Le four

_électrique

FF,

dans

_lequel

se trouvait cette

petite sphère

s,

lnérite aussi d’être décrit. Nous avons trouvé dans l’écume de mer une

substance

_{rigoureusement}

non

_magnétique

et

_supportant

les hautes

tempé-ratures. La carcasse du

_four,

un tube mince en écume de mer, renforcé

aux _bouts,

_porte,

dans un double

_filetage

de sens

_contraires,

un

_bobinage

bifilaire de tresses de

_platine

_pour le courant de chauffe. _{Il y} avait

ensuite,

autour de ce

tube,

une

gaine

d’air A de deux ou trois dixièmes de

milli-mètre,

un

_premier

tube de verre

mince,

d’environ trois dixièmes de

milli-mèlre

_{d’épaisseur,}

une

gaine

d’eau

E,

d’environ un

demi-millimètre,

circu-lant entre ce

_premier

tube et un

second,

de

façon

à entourer le four

électrique, protégé

par la

gaine

d’air,

d’une

enveloppe

à

température

rigoureusement

constante,

L’eau alimentant la

_gaine

était

_privée

_{d’air par}

ébullition,

parce que la moindre bulle de gaz

qui

se serait

dégagée

aurait

changé

les

condi-tions de refroidissement et

_empéché

l’extréme constance de

_température

qui

était

_{indispensable.}

Cette eau,

_après

avoir été

portée

à

_{l’ébullition,}

était conservée dans un réservoir de dOO litres

_placé

dans la même

_pièce

que l’électroailnant. Le

four,

avec toutes ses

_enveloppes,

n’avait

qu’un

diamèti>e de 15 millimètres.

Cet

_appareil

recevait,

par l’axe de

l’électroaimant,

le

couple

thermo-électrique

avec ses deux

conducteurs,

l’amenée du courant, le tube d’amenée

de _l’eau, le tube de sortie de

l’eau,

et _{il y} avait encore un tube à succion pour enlever l’eau

hygroscopique qui

se

_dégageait

de l’écume de mer _au

commencemerit de la chauffe,. On

_pouvait

maintenir la

_température

cons-tante,

pendant plusieurs

minutes,

à moins d’un

_{cinquantième}

de

_degré

’

près,

au

_voisinage

de 400

_degrés.

La

_figure

6

_représente

les isothermes

_magnétiques

obtenues avec cet

appareil.

Ce sont des courbes d’aimantation au sens usuel du mot, relevées

pour une série de

_{températures}

.5

voisines,

dans la

_région

du

_point

de Curie. Certaines d’entre

elles,

correspondant

aux

_{températures}

relativement basses, sont forte-

1C

ment courbécs.

Puis,

on les voit

prendre

progressivement

la

for-me

_rectiligne

correspondant

à la

proportionnalité

de l’aimanta-tion au

_champ.

La

_première

courbe,

au haut de la

_figure,

cor-respond

à

352’1,5 ;

la

_dernière,

au bas de la

_figure,

à

_407°,5.

Le

point

de _{Curic caractérisé par la}

perte

du

_{ferromagnétisme}

_spon- Fig. 6. tané est à

3~0°.~.

Pour donner une idée de la

_précision

nécessaire dans la mesure des

températures, signalons

le fait _que la différence de

_température

entre deux

courbes successives _est, dans la

_plupart

des cas, voisine d’un

_degré

et demi et _{que, si} nous voulions déterminer les différences d’aimantation d’une

courbe à l’autre avec une

_précision

élevée,

_par

_exelnple,

à 2 _{pour 100 près,}

il faudrait aussi que cette différence d’un

_degré

et demi fiit réalisée avec ,

la même

_précision,

ou même une

_{précision supérieure, puisqu’elle}

n’est

.

qu’une

des sources d’erreurs

possibles.

Dans le

_{développement qui}

suit,

je

vais être amené à

_indiquer

des

propriétés

que les

expériences

déjà

faites laissent

apparaître

mais

_qui

n’ont _pas encore la

_{précision requise}

_pour une

_publication

détaillée. Il est

essentiel que

j’en

fasse connaître les

_grandes

_lignes

_{pour que} nous

puis-sions ensuite discuter le

_phénomène

_que

_je

me _propose de vous

_présenter.

La

_figure

7 donne une

_{représentation}

différente des mémes

expé-riences. Ce sont les

_lignes

d’aimantation constante, déduites des isothermes

de la

_figure

6.

_{Chaque ligne correspond}

à une valeur donnée de 7. Les

températures

ont été

_portées

en abscisses et les ordonnées sont les

_champs

nécessaires _pour obtenir cette aimantation cr.

j

La relation entrc la

_température

et le

_champ

est

_linéaire,

c’est une

grande simplification.

Cette

_propriétés

est nettement visible dans la

_figure

7.

Mais,

en mème

_temps,

se

_présente

un fait très curieux. Pour une même

aimantation. cette relation linéaire _{n’est pas la} même dans toute l’étendue de la

_figure.

Plusieurs de ces

_lignes

sont, en

effet,

_composées

de deux

Fig. 7.

segments

formant, des droites coudées. Le lieu des coudes

_partage

le

_plan

en deux

régions

dont chacune

_paraît

être le domaine d’existence d’Llz1

état

_particulier

du nickel. La nature de ces états est d’ailleurs très

énigma-tique.

On

_peut

dire,

cependant qu’ils

sont _{caractérisés par} des moments .

atomiques

et des constantes du

_champ

moléculaire différents.

On

_peut

tenter

_{d’expliquer.}

_{par des}

_changements

d’état de cette

_espèce,

l’insuffisant accord de

_{l’expérience}

et de la théorie. Si le

_phénomène

linéaire aux hautes

_{températures}

_une commence _pas au

_point

de

Curie,

mais

_plus

loin,

cela

_pourrait

être _parce

_qu’il

_y a un ou

_plusieurs

change-ments d’état au

_voisinage

du commencement de la droite. De même si des

_changements

d’état,

au lieu de se

produire

comme ici dans le

_voisinage

du

_point

de Curie, ont lieu aux

_{températures}

_plus

basses,

dans la

_région

ferromagnétique,

on _{pourra leur attribuer la}

_divergence

entre la courbe

théorique

de la variation

_thermique

de l’ailnalltatio11

_spontanée

et les courbes

_{expérimentales}

très différentes du fer et du nicllel. Des mesures

plus précises

et

_plus

étendues

_permettront

sans doute de reconnaitre si

cette

_{interprétation}

est exacte.

pré-senté un

phénomène imprévu

qui

avait

l’apparence

de

quelqu’erreur

expérimentale

d’origine

inconnue.

_Chaque

fois

_qu’on

fermait le courant

de l’aimant ou

qu’on

le

coupait,

il se

produisait

un mouvement de l’index

lumineux du

_{galvanomètre}

des

_{tenlpératures.}

Ce mouvement

_paraissait

assez

_brusque.

Mais la

_{technique employée}

_empèchait

de se rendre un

compte

exact de son

_degré

de

_rapidité

et de _{voir par là} à

_quel

effet il était

lié. Dans cette

_{expérience; il y}

a, en effet. toutes sortes de causes de

ralen-tissement. Le courant s’établit avec une certaine lenteur _par suite de la

forte

self-induction :

i l’aimantation de l’électro-aimant est en retard sur le

courant

_{d’excitation.}

Les instruments de mesure ont _{leur lenteur propre,}

les variations de

_température

du four suivent avec un certain retard celles du courant de chauffe. Et la durée de tous ces

_phénomènes

est de l’ordre

de

_grandeur

de celle de l’effet observé. Le sens de la déviation observée

correspondait

à un échauffement à la fermeture et un refroidissement à la

rupture

du courant d’excitation. Ce

_phénomène

était notable : il se

tradui-sait par un écart de 2 centimètres et Inème

_plus

sur l’échelle des

tempéra-tures et revenait à une variation de

_température

allant

_jusqu’à

7 dixièmes

de

_degré.

Pendant trois

_semaines,

nous avons cherché sans succès à nous

expli-quel ce

_phénomène,

_partagés

entre des sentiments âivers. Nous

_songions

ou bien à abandonner celle méthode dans

_laquelle

se cachait une cause

d’erreur irritante

_{qui, dépassant}

les erreurs

_acceptables,

menaçait

de tout

compromettre,

ou bien à continuer à tout hasard avec _{le vague}

_espoir

_clue

les choses

_{s’expliqueraient}

un

_jour.

Nous en étions là

_lorsqu’une

particu-larité nous mit sur la voie et nous avons continué.

Passant à des isothermes de

_température

notablement

_plus

élevées

nous avons vu diminuer à nouveau le

phénomène

_qui,

_d’abord,

avait

au-menté avec la

_{température. Il prenait}

des valeurs de

_plus

en

_plus

faibles à

mesure

_qu’on

s’écartait du

_point

de Curie. >

Le

_phénomène

inconnu devait donc résider dans le nickel et être en

rapport

avec ses

_propriétés

_{magnétiques.}

Cette constatation

_changea

le

cours de nos

_{idées ;}

_{jusqu’alors,}

en

_effet,

nous avions mis en cause les

appareils.

D’abord,

nous avions

_soupçonné

une action du

_champ

magné-tique

sur le

_{couple thermo électrique ;}

à tort, car nous avons _pu constater,

en

_effet,

_{que pour les}

_{températures}

et les

_champs

de

_{l’expérience}

sa force

électromotrice est

_{indépendante}

du

_champ

à

_1/70

000 au moins de sa

valeur. ’

Nous avions

_soupçonné

une action directe _que l’électroaimant

exer-cerait sur le

_{galvanomètre}

du

_{couple thermoélectrique,}

une induction sur

le circuit de ce

_couple,

de la chaleur

développée

_{par des courants de}

Fou-catllL. Nous avions tout contrôlé : aucune de ces

_hypothèses

ne s’étail

vérifiée.

Une fois sur la

_{Yoie, j’ai eu l’impression}

_que le

_phénomène

devait être

une autre manifestation de la même donnée

_{énergétique}

_qui

fait _{que les}

chaleurs

_spécifiques

des

_{ferromagnétiques}

ont leur

_physionomie

_propre.

Et, en

effet,

_par un calcul faisant intervenir le

_champ

moléculaire,

_j’ai

trouvé

_qu’il

devait effectivement _y avoir _{échauff ement par}

_{l’aimantation,}

refroidissement par la désaimantation et _{que l’ordre} de

_grandeur

était celui

que

l’expérience

avait donné. Dorénavant il ne

_{s’agissait plus}

de

recher-cher une cause

_d’erreur,

mais d’étudier un

phénoméne

nouveau..

Nous _pouvons nous rendre

_{compte, maintenant,}

_qu’en

effet il était

facile à

_prévoir.

Considérons la formule

_{thermoclynamique}

de la chaleur élémentaire à donner à une substance

_qu’on

aimante. Cette chaleur

dQ

se

compose,

d’abord,

d’un terme

indépendant

de toute variation de l’état

magnétique, qui s’exprime

par la chale-ur

spécifique

à aimantation

cons-tante

C en

dont la chaleur

_spécifique

ordinaire des substances non

magné-tiques

n’est _{que le} cas

_{particulier correspondant}

à l’aimantation nulle. On a donc

Si la substance

s’aimante,

il

_s’y

_ajoute

un terme

_qui

provient

de la

varia-tion de l’aimantavaria-tion er.

Lorsque,

comme dans le cas

_des

_gaz

_{paramagnétiques, l’énergie}

ne

dépend

pas de

l’orientation

des molécules les unes _par

_rapport

aux autres, tout le travail 7~ der fourni par le

_champ

extérieur H~ se transforme en chaleur

_qui

doit être enlevée _{pour que la}

_température

reste _constante, donc :

Même dans les gaz

paramagnétiques

l’aimantation

_adiabatique

serait

accompagnée

d’une variation de

_{température.}

En

effet,

dQ =

0 donne

Cet effet serait extrêmement faible.

Lorsqu’il

y a un

champ

moléculaire Hnt le travail

_qu’il

fournit

_s’ajoute

au travail du

_champ

extérieur et l’on a :

Or, l’étude

_magnétique

du nickel montre _{que, pour} toutes les valeurs

de ci

qui

ont été

atl eintes,

le

champ

moléculaire est donné _par

est une constante. Donc,

Cherchons d’abord le terme

_magnétique

de la chaleur

_spécifique.

Quand

on chauffe une substance

_{ferromagnétique}

dans un

_champ

extérieur

nul,

l’aimantation

_spontanée

décroît

_{(fig. 3), ci}

est une fonction _{de t} pres-crite _{par cette} décroissance et la chaleur

_spécifique

donnée _par

_{l’expérience}

est

ou

Le terme

_qui,

_pour les

_{ferromagnétiques, s’ajoute}

à la chaleur

spéci-fique

ordinaire

est donc

qui

est

_{positif puisque}

;’ décroit

_quand

la

_température

s’élève.

Au lieu de mesurer des chaleurs

_spécifiques

recherchons maintenant

les

_variations

de

_température

dans une

_{opération rapide,}

durant

_laquelle

les

échanges

de chaleur avec le milieu ambiant ne

_peuvent

se

_produire.

Il faut

donc,

dans

_{l’ équation (8)}

faire

_{d ( = o .}

(i) Si l’on _{remplace l’hypothèse}

_primitive

du champ moléculaire par l’hypothèse plus générale (Voir page 163, note _1.)

où U est l’énergie de la substance, on retrouve la même _équation. En _effet, en _appelant d’0

le travail fourni par le champ extérieur, on a :

mais

Pour achever le calcul, remarquons que, dans les limites de nos

expé-riences.

_qui

vont

_{jusqu’à j}

_{= 1 6 ,}

l’aimantation est

_{proportionnelle}

au

_champ

total Le

_quotient

est le coefficient

d’aimantation;

c’est-a-dire la

constante de _{Curie C divisée par} la

_température

absolue, donc

et, , en tenant

compte

de la

relation,

qui

exprime

que l’aimantation

spontanée disparait

au

_point

de

_Curie,

l’équation

(8)

donne :

,

Il se

_produit

donc une élévation de

_température

sensiblement

propor-tionnelle à l’accroissement du carré de l’aimantation. Le facteur de

propor-tionnalité

_comprend

en effet un terme

2

constant,

dans la mesure où

la

2

C,

chaleur

_spécifique

C

est

constante,

et le

facteur /§/

_qui

_{varie peu dans la} ’

région

peu étendue autour du

point

de

Curie,

où, comme nous le verrons,

le

_phénomène

existe avec une certaine

_ampleur.

C’est bien le

_phénomène

_que nous avons _observé,

_quant-à

la nature de l’effet et au

_{signe :}

élévation de

_température

_lorsque

l’aimantation

s’ac-croit, abaissement

_{lorsqu’elle}

_{diminue par l’établissement} et la

_suppression

du

_champ.

Nous avions tout ce

_qu’il

fallait pour deviner l’existence de ce

phénomène

n?agnétocalorique..,

Ce

_phénomène

a une

_parenté

facile à établir avec _d’autres, dont on

s’occupe

en

_{thermodynamique.}

Vous savez _que,

_lorsqu’on

exerce une

trac-tion sur une barre de

fer,

cette barre de fer se refroidit.

_Lorsqu’on

com-prime

la même barre de

fer,

elle s’échauffe. La

traction,

l’allongement

de la

barre de fer sont liés à une diminution de densité.

Lorsque,

_par un effet

mécanique,

la densité du fer

diminue,

la barre se refroidit. Cela tient à ce

que,

lorsque

les molécules

s’écartent,

l’accroissement

_{correspondant}

d’éner-gie

interne n’est fourni

_{qu’en partie}

_{par le} travail extérieur et _{que le} déficit

est _{comblé par le} réservoir

_thermique.

_Inversement,

_lorsqu’on

_augmente

la

densité,

il y a de

l’énergie potentielle

versée dans le réservoir

thermique

et la matière s’échauffe.

L’aimantation n’est-elle _{pas aussi une variation de} densité ?

_Oui,

mais

Considérons les molécules avec leurs moments

_{magnétiques,}

et

_traçons

les rayons d’une

sphère, parallèles

à la direction du moment de chacune d’entre elles. Nous obtiendrons ainsi une

image

de leur distribution en

direction.

_Lorsque

les moments seront

_dirigés

dans tous les sens, toute la

sphère

sera couverte uniformément _{par les}

_{points figuratifs.}

Leur densité

sera faible. Aimantons la substance : les directions se ramassent, les

molé-cules orientées forment un faisceau

_plus

ou moins

étroit,

les

_points

figu-ratifs se rassemblent en certaines

_régions

de la

_sphère

la densité

_augmente.

Le

_phénomène

observé

_peut

donc s’énoncer :

_lorsque

la densité en

direc-tion

s’accroit,

la substance

_{s’échauffe;}

_{lorsqu’elle}

_diminue, la substance se

refroidit. Il y a

_{parallélisme complet}

avec le

_{phénomène mécanique .}

Passons maintenant à l’examen

_plus

détaillé des résultats de

l’expé-rience,

figure

8. On a

_porté

en ordonnées la

_grandeur

du

_phénomène

magnétocalorique,

expérimental, exprimée

par les variations de

tem-Fig. 8.

pérature

de la

substance,

en

degrés

centésimaux. Toute la hauteur

de la

_{figure correspond}

à

_3/4

de

_degré.

Les carrés des aimantations a2

dnt été

_portés

en abscisses. Portons d’abord notre attention sur la courbe I.

On voit _que l’ensemble des

_points

observés,

_marqués

par des

croix,

définit

assez bien une droite

_passant

_par

_l’origine.

Ces observations _sont

repro-duites dans le tableau I.

Dans nos

expériences,

à la fermeture ou à la

_rupture

du courant de

l’aimant, c¡2

varie de zéro à la valeur

_indiquée

et

_{réciproquement.}

La

pro-portionnalité

donnée _{par la droite et par la} dernière colonne du tableau 1

vérifie notre théorie .

TABLEAU 1

ordinaire,

nettement

_plus

_{élevée que le}

_point

de Gurie _{observé pour la}

même substance à

_3560,5.

Aux

_{températures}

_supérieures

au

_point

de

Curie,

il

_n’y

a _{pas d’aimantation}

_spontanée.

Toute aimantation

_prend

effective-ment naissance au molnent de

l’application

du

champ.

Il

n’y

a _pas

d’ambiguïté.

Par contre, au-dessous du

_point

de Curie où l’aimantation

_spontanée

existe,

l’effet du

_champ

est _{double. Il y} a un

_changement

d’orientation de

l’aimantation

_{préexistante, qui}

ne doit contribuer en rien au

_phénomène,

et,

si le

_champ

est

suffisant,

un

_changement

de sa

_{grandeur, qui}

seul est efficace. Et

eff ectivement,

la courbe II

_qui

se

_rapporte

à la

_température

de

3520,1

exprime

bien cet état de choses. Au commencement, tant _que nous ne faisons

qu’orienter

l’aimantation

existante,

le carré de l’aimantation _{donnée par} l’observation

_augmente,

mais l’élévation de

_température

ne se

_produit

_{pas ;}

ensuite elle commence à

_appara!Lre,

faiblement d’abord _parce

_qu’une

faible

augmentation

de la vraie

_grandeur

commence à _{accompagner l’orientation.}

Puis cet effet s’accentue et la courbe se relève de

_plus

en

_plus.

Quand,

pratiquement,

l’aimantation

_spontanée

a

pris

la direction du

chalnp,

tous

les accroissements observés de c¡2 sont vrais et sont

_accompagnés

d’une

élévation de

_température

_qui

leur est

_{proportionnelle}

avec le même facteur

de

_{proportionnalité qu’au}

dessus du

_point

de Curie. La courbe II tend à

devenir parallèle

à la droite I. Le

_{phénomène s’adapte}

donc

remarquable-ment aux notions

_acquises,

_{par ailleurs,} d’aimantation

_spontanée,

d’orien-tation

_subséquente

et d’accroissement ultérieur _par un

_cllamp

de

_plus

en

plus

fort. Les observations avec

_lesquelles

a été construite la courbe II

sont données dans le tableau II.

Nous allons

_pouvoir

nous servir du

_phénomène

_{magnéto-calorique}

pour déterminer la vraie

grandeur

de l’aimantation. On

peut

interpréter

les courbes 1 et II de la

_figure

8 en disant _{que les} abscisses

_{représentent}

les valeurs

_apparentes

du carré de l’aimantation

et

les ordonnées ses valeurs

177

LE PHÉNOMÈNE

MAGNÉTO-CALORIQUE

TABLEAU II

vraies à une autre échelle.

_Quand

_{il y} a une aimantation

_spontanée,

ces

dernières sont

_comptées

à

_partir

du carré de cette

_quantité.

’Si

l’aiman-tation était constamment orientée dans la direction du

_champ,

la courbe II

serait

_remplacée

_{par la}

_ligne

OST,

oû OS est le carré de _{l’aimantation} spon-tanée. Comme ST

_peut

être tracé au _moyen des données

_{expérimentales,}

il en résulte _{que la} mesure du

_{phénoméne magnétocalorique,}

combinée

avec les mesures

d’aimantation,

donne sans

_ambiguïté

l’aimantation

spontanée.

Je

_puis,

sans entrer dans les

détails,

_ajouter

que les trois détermina-tions que

j’ai

faites _pour trois

_{températures}

différentes ont donné une

con-cordance salisfaiiante avec les déterminations _{par les méthodes}

_purement

magnétiques, plus

indirectes.

Mais ce n’est _{pas tout.} Soit OP une valeur observée du carré de

l’aimantation

_apparente;

_{représentera}

l’excès du carré de

l’aimanta-tion vraie sur le carré de l’aimantation

_spontanée,

à l’écllelle des ordonnées.

Reportons

cet excès en N sur la droite ST. L’abscisse

OQ

donnera le carré

de l’aimantation vraie

_{correspondant}

à cet excès, c’est-à-dire à la valeur OP

du carré de l’aimantation

_apparente

dont nous sommes

_partis.

_{011 pourra}

donc,

au _moyen du

_{phénolnène magnétocalorique,}

_par une réduction

facile,

tracer,

à côté du réseau des isothermes de l’ailnantation

_apparente,

celui

des isothermes de l’aimantation vraie.

Examinons maintenant la

_figure

9 dans

_{laquelle j’ai}

réuni.

dans la

mêlne

_{représentation, que}

_figure

8,

tous les résultats obtenus

_jusqu’à

_présent

avec

_l’appareil

décrit. Nous l’etl’oL11T0I1S en A la droite 1 de la

_figure

8.

Viennent ensuite les trois courbes

B,

C,

D

_{correspondant}

à trois

tempé-ratures échelonnées à

_1,6

_degré

l’une de l’autre.

Fig. 9.

On voit que la

partie

de la courbe

_{qui correspond}

aux

_grandes

valeurs de 0"2 tend

_toujours

à devenir

_{parallèle à}

la droite A.

Çes

quatre

courbes

_{correspondent}

à

_{quatre températures}

_qui

sont situées

dans la

_{partie gauche}

de la

_figure

7 oû les

_{lignes d’égale}

aimantations

sont

_{représentées}

_{par des}

_lignes

brisées dont les coudes sont sur la

_ligne

de

_séparation

de deux états de la substance. En haut et à

_gauche

de la

figure

9,

ont été réunis des résultats sur le

_phénomène

_{magnétocalorique}

obtenus à des

_{températures plus}

élevées,

de l’autre côté de la

_ligne

de

séparation.

Les aimantations atteintes étant

_{plus petites,}

, le

phénomène

est

plus

faible,

moins facile à _observer, mais il a encore le méme

_aspect.

La

droite F

_{correspondant}

à 3’~~,2° a été considérée comme la mieux

déter-minée. C’est elle

_qui

a donné le

_rapport

de l’élévation de

_température

à 0"2.

Les deux autres droites E et G

_{correspondant à}

3720,5-

et

3770,8

ont été menées

_{parallèlement}

à la

_première.

Ce tracé s’accorde dans les limites

des erreurs

_possibles

avec les données

_{expérimentales.}

En

fait,

nous avons étudié le

_{phénoméne magnétocalorique}

dans une

région

restreinte,

mais sur deux substances

_qui,

toutes deux, sont des

états

du nickel.

_Pour

_chacune, nous

_possédons

l’inclinaisln de la droite

qui

repré-sente la relation entre l’élévation de

_température

et 2.

Le calcul de l’élé’Tation de

_{température peut}

se faire à

priori d’après

la formule

_{( 1 Jl ),}

_simplifiée

en

_remarquant

_{que pour} toutes nos mesures la

température

’]1 est voisine du

_point

de Curie 0 :

qui

suppose la connaissance du coefficient it du

champ

moléculaire et de la

chaleur

_spécifique

à aimantation constante. Pour la

_{partie gauche}

de la

figure

7 les mesures

_magnétiques

donnent >1 = 67

600 ;

_pour la

partie

droite,

90 700.

Quant-à

la chaleur

_spécifique

_{elle est donnée par la chaleur}

spé-cifique

vraie,

mesurée immédiatement au-dessus du

_point

de Curie.

J’emprunte

sa

_valeur,

C =

0,1256

en calories et C =

0, ~ ~~6

_X

ï, 19 X 107

en _ergs il un travail de

Vciss,

Piccard et Carrard

_(’).

On trouve, pour le

premier

état du

nickel,

et, pour le second,

Mais

_{l’expérience}

doit nous donner des valeurs

_{plus petites,}

_{pour deux}

raisons.

D’abord,

à cause de la lenteur de l’établissement du le

phénomène

ne

_prouvait

être instantané. Il

fallait

attendre

_qu’il

fût achevé pour faire l’observation. Nous avons estimé

_{qu’il l’était. pratiquement,}

_après

25 secondes. Pendant ce

_temps

une

_partie

de la chaleur

dégagée

se

_perd.

Mais si l’on

_prend

soin de donner à cette

_période

d’attente exactement la

même

_durée,

la chaleur

_perdue

sera la même fraction de la chaleur

_dégagée.

Ensuite,

le contact du

_couple

avec la

_sphère

de nickel était établi au

moyen d’une

petite

calotte

_{d’argent qui augmentait}

la

_capacité

_calorifique.

On

_peut

évaluer

_{grossièrement}

à 15

_{pour 100}

la

_perte

do l’élévation d’e

température qui

en résultait..

Pour le

_premier

état dn nickel

_{l’expérience}

donne

au lieu de

"

et, pour

le second,

au lieu de

’

Dans le

_premier

cas la valeur observée est

0,574 :

dans le second,

0,583

de la valeur calculée. Les valeurs observées sont

_plus

faibles comlle il

convient. Mais la concortlance des nombres ci-dessus montre _{que le}

_rapport

des nombres observés pour les deux états est, avec une

_{précision plus}

grande qu’on

11c

_pouvait

_{1 attendre,}

_identique

au

_rapport

des nombres calculés. _{Il y} a lit un commencement de vérification très satisfaisant.

La

_figure

~10 donne, sous une altre

forme,

les mômes résultats

expéri-Fig.10.

mentaux que la

figure

9. Chacune des courbes se

_rapporte

à une excitation

déterminée de l’électro-aimant. ,

Les

_{températures, représentées}

_{par les forces} électromotrices du

couple,

ont été

_portées

en

_abscisses;

les

_{phénomènes n1agnétocaloriqlles,}

en

millimètres de _{l’échelle,} en ordonnées. En haut et à droite de la

_figure

’

ont été inscrites

_quelques

valeurs des abscisses el ordonnées en

_degrés

Comme nous le

savions,

le

_phénomène

a une

ampleur particulière

dans la

_région

du

_point

de Curie et,

quand

la

_température

s’élève à

_partir

de ce

_point,

il décroit

_très

_rapidement.

C’est la

_{particularité}

_qui

nous avait

mis sur la voie de sa découverte.

Dans cette série de mesures, la

_{telnpérature}

la

_plus

basse est encore

assez voisine du maximum. Relativement à ce

_quai,

se _{passe au-dessous du}

point

de Curie; on ne

_possède

_{que des}

_{renseignements}

assez sommaires :

c’est une série de mesures

_rapides

embrassant tout l’intervalle de 23°

à 5000

_qui

a été faite avec un autre four

_électrique

sur un autre échantillon de nickel et une seule valeur du

_champ

II = 22 950 _{gauss. Le}

_couple

cons-tantan-argellt n’avait pas

été étalonné. Les

_{températures}

ont été déterminées

approximativement

en

_reportant

sur ce

_{couple l’étalonnage}

d’un autre

couple

formé des mèmes métaux.

_Quelque

sommaires

_qu’elles

_soient,

ces

expériences,

représentées

dans la

_figure

_11; donnent une idée de l’allure du

phénomène,

notamment dans la

_région

_jusqu’ici

_inexplorée,

au dessous du

Fig. 1 i .

point

de Curie

_jusqu’à

la

_température

ordinaire. Dans ce

_{champ plus}

intense, le

_phénomène

a

_dépassé

10.

La démonstration

_{expérimentale}

du

_{phénomène magnétocalorique}

serait facile s’il ne

fallait,

pour l’observer avec une certaine

ampleur,

_porter

la substance une

_température

voisine du

_point

de

Curie,

maintenir cette

température

constante et mesurer exactement ses variations. Elle serait

beàucoup

plus simple

pour une substance dont le

point

de Curie serait à la

température

ordinaire. Tel est le cas de certains ferronickels irréversible. de tltl’e ell 111c1e11‘O1s111 de J Oll 3o

_{polll’’loo, Cualld}

_1)al’ Lltle élél-at1011 Cle

teln-de titre en nickel voisin de 25 ou 30 pour

_100,

_quand

_par une élévation de

tem-pérature

préalable

on les a amenés il l’état non

magnétique

à la

_température

ordinaire. Nous avons

examiné,

à cet

effet,

une

_petite

collection de

ferro-nickels que nous devons à 12. Ch.-Ed. Guillanmc et nous avons trouvé

_qu’un

métal contenant 27 _poui 100 de nickel

_{donne ;}

dans un

_champ

de

_{21 000 galIss,}

cette

_substance,

la démonstration du

_phénomène

_{magnétocalorique}

devient

une

_expérience

de cours des

_plus

faciles.

Un

_{couple thernloélectrique argent-constantan}

est inséré clans un

_petit

cylindre

de la substance

_pesant

1 _gramme environ. Ce

_cylindre

est fixé à

l’ext~rémité d’un levier

_qui

_permet

de l’introduire dans le

_champ

magné-tique

et de l’en

_extr,-uire.

Il est

_protégé

_par une

_enveloppc

de coton contre les variations accidentelles de

_{température.}

Le

_couple

est relié à un

1 nOlnètrc à cadre mobile de faible résistance et à indications relativelnent

rapides.

On observe facilelnent l’échauffcment et le refroidissenlent

accom-pagnant

l’introduction dans le

_champ

et l’extraction.

Il reste

_beaucoup

à _{faire pour} achever l’étude du

_phénomène

magnéto-calorique.

Même _{pour le}

nickel,

le travail est à

_peine

ébauché et, bien _que la

_région

voisine du

_point

de

Curie,

_{particulièrement}

intéressante,

soit ici

facilelnent

_accessible,

_{il y} aura à surmonter de réelles difficultés. Il _faut, en

effet,

que la

température

soit

parfaitement

constante au molnent où le

phénomène

se

_produit;

il faut tenir

_compte

des inconvénients et des incer-titudes

_qui

résultent de la lenteur de l’établissement des

_champs

intenses. Il est en outre

nécessaire,

pour

pouvoir

pousser la discussion à

fond,

de

mesurer en même

_temps,

sur le même

échantillon,

les valeurs de cr.

Par le fait _{même que}

_je

ne

parle

_que du nickel

(et

d’un

ferroniclLel),

vous devinez

_qu’on

ne

_possède

encore aucune donnée sur les autres

ferro-magnétiques.

Il faudra

aussi,

malgré

les

difficultés,

faire cette étude sur

le

_fer,

sur le

_cobalt,

sur d’autres

_substances,

non seulement pour son

intérêt propre mais aussi à cause des

_questions

connexes du

_champ

molé-culaire et de la vraie

_grandeur

de l’aimantation.

-Je me _propose, vous le _pensez

bien.,

de

_poursuivre

ces recherches et

je

serais heureux de ne _pas être seul à les continuer. Mais ce serait pour moi une satisf action

_{particulièrement}

vive de voir l’un de vous,

lllessieurs,

un

étudiant de l’Université de

J3ruxelles,

vcnir à

_{Strasbourg prendre}

sa

_part

de cette cpuvre.

’