Sur la structure de l'aimant atomique dans les corps ferromagnétiques

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Sur la structure de l’aimant atomique dans les corps

ferromagnétiques

Robert Forrer

To cite this version:

Robert Forrer. Sur la structure de l’aimant atomique dans les corps ferromagnétiques. J. Phys.

Radium, 1929, 10 (7), pp.247-262. �10.1051/jphysrad:01929001007024700�. �jpa-00205382�

SUR LA

STRUCTURE

DE

L’AIMANT

_ATOMIQUE

DANS LES

CORPS

FERROMAGNÉTIQUES

par M. ROBERT FORRER.

Faculté des Sciences de

_Strasbourg.

Sommaire. - La forme du _{cycle d’hystérèse} d’un nickel spécial a _{suggéré l’hypothèse}

des multiplets

magnétiques.

L’étude de ce nickel spécial et surtout la détermination de la valeur relative de son aimantation

rémanente

conduit aux conclusions suivantes : le moment

magnétique du nickel estun doublet _{rectangulaire.} Par un traitement _mécanique, ce doublet

peut être orienté sans que les axes _{cristallographiques prennent} une direction privilégiée.

Le champ critique est le champ nécessaire pour le renversement du constituant du doublet

parallèle à ce _champ. Dans les corps ferromagnétiques à l’état _recuit, le _{cycle d’hystérèse} est le résultat d’une rotation et d’un renversement _par rotation de l’ensemble du

multi-plet sous l’influence du champ. Le _multiplet est _déformable; sous l’influence d’un _champ très intense, il se ferme et fournit ainsi la saturation.

L’étude du fer électrolytique déposé dans un _{champ magnétique} conduit à _{l’hypothèse}

d’un _triplet trirectangle dans le fer; en même temps, elle rend plausible l’hypothèse que le

multiplet magnétique

est une _{propriété atomique.} Cette _{hypothèse est appuyée} par le

fait que la rotation du _multiplet est très facile, tandis que sa fermeture est _très difficile. En introduisant _{l’hypothèse de positions} normales des _{multiplets par rapport ou} réseau

cristallin, l’aimantation rémanente devient accessible au calcul. L’aimantation rémanente

expérimentale du fer confirme le _triplet trirectangle et sa position normale, Quelques

valeurs exceptionnelles rendent évidente l’existence d’un

_{triptet dissymétrique.}

A la tem-pérature ordinaire, l’atome de _{fer pourrait} donc se trouver dans deux états différents.

J’ai

l’intention,

dans cet

article,

de réunir les éléments de la discussion

_qui

doit

démon-trer l’existence des

_{multiplets magnétiques}

dans les atomes

_{ferromagnétiques.}

Cette même

discussion et un _{vague programme de} travail ont été

_publiés

dans

_plusieurs

notes

disper-sées

_(1).

_Si,

_jusqu’à

_présent

c’est surtout

_l’optique

_qui

a

_{permis d’explorer}

la structure

interne de

l’atome,

et surtout à l’état _{gazeux, ici}

_j’espère

_{démontrer que le}

_magnétisme

de

son côté est

_capable

de

_renseigner

sur certaines

_{particularités}

de l’atome. Et ici il ne

_s’agit

pas de l’atome isolé des gaz

parfaits,

mais de l’atome

fixé

_{par le} réseau

cristallin.

~ I.

a- BASE EXPÉRIMENTALE.

Les

_expériences

_qui

sont à la base de la discussion

suivante

ont été faites en 19~5 et 1926

_(2).

Il a _{été montré que les}

_phénomènes

discontinus de

rail11antation

_qui

dans les autres _corps

_{ferromagnétiques,}

sont infiniment

_{petits peuvent,}

dans le

_nickel,

atteindre faci-lement une notable

_partie

de la hauteur du

_cycle.

_{Et par} un traitement

_spécial

on

_peut

donner au nickel un

_cycle

d’aimantation

_{p,a.:rticulièrement simple,}

C,~ traitement est le sui-vant. Le fil de nickel doit être très fin par

rapport à

la

_longueur.

D’abord

rétuit,

il est étiré

_jusqu’à

la

_{rupture. Ensuite,}

il est

_{plié plusieurs}

fois avec une faible traction auteur

d’une

_petite

_poulie

dont le diamètre est environ dix Ms celui du fil.

Quant

ce fil

_quitte

la

pouline,

il a une courbure naturelle.. La dernière

_opération

du traitement c~ar~s~iste à tenir ce fil droit contre son

_{élasticité,}

_par

_ex,ern.p~l~,

en. l’introduisant dans un tube

_{càpil.làire.}

Le

cycles

de ce nickel

_spécial

est _{caractérisé par la}

_séparation

_fresque

_complète

des variations réversibles et irréversibles de l’aim.anta~tior~.

(:1) Comptes Rendus, t. 181 (1926), p. 12î2; t. 182 (1926x p. 1539 ; t.. 183 _(1926), p. 12i ; t, 183 (1926),

p. 5trg; t.

tu

p- ’~3‘~.

(t) CoMpt,-g

Ren1lu$,

~. IIW (i925y, p. S153 j t. 180 _(1§f5), p. i3-~4..-... Jôurnal de

_Physiqf1ë,

t. 7

(1!/29),

po. 0,9.

La variation réversible est

_{proportionnelle}

au

_champ

_(c

~

_ail)

_{dans tout le domaine}

des

_champs

faibles et _{moyens. Mais le fait le}

_{plus caractéristique}

est _que,

_quelle

_{que soit}

l’amplitude

des variations du

_champ

avec

_laquelle

le

_cycle

est

_décrit,

le renversement a

toujours

lieu pour une même valeur du

_champ,

que

j’ai appelé chariip

critique

(fig. 1).

Fig.i.

o

Fi~. 2.

Flg. 3.

II. - DÉMONSTRATION _DE L’BXISTENCE D’UN _{DOUBLET DANS LE NICKEL.}

En

_réalité,

le renversement _{irréversible de l’aimantation n’est pas} tout à fait

_complet

dans le

_{champ critique.}

_{La discontinuité atteint 80 à 95 pour 100 suivant que le} traitement

a été

_plus

ou moins réussi et il reste une variation

_qui

donne lieu à la queue BC

_{(fig. fl) .}

La

figure 2

représente

les dernières

_étapes

verts le

_cycle

_schématique

_(fig.

₃₎

et on voit que le

cycle

de

_{l’ellipsoïde}

c se _{confond presque} avec le

_{cycle schématique.}

Ce

_{cycle schématique}

invite à chercher le mécanisme de l’aimantation _{des corps}

_{ferromagnétiques.}

On

_{peut imaginer}

trois

_modèles

_simples,

_qui

satisfont à ce

_{cycle schématique (I,}

_II,

_III,

fig.

4).

Fig.

4.

Modèle I. - Un moment

magnétique

fait un certain

_{angle (par exemple 45°)}

avec le

champ

(I,

fig. 4).

Sa rotation donne la

_partie

réversible et le renversement la

_partie

irré-versible.

Modèle II. - Deux moments _se trouvent à

angle

droit,

l’un

_parallèle

et l’autre

perpen-diculaire au

_champ.

Le renversement du

_premier

donne la

_partie

irréversible,

la rotation du second moment ou de l’ensemble donne la

_partie

réversible.

Modèle III. - Un moment est

parallèle

au

_champ,

deux autres

_{perpendiculaires,}

les

trois à

_{angle droit,}

l’un sur l’autre.

Pour choisir entre ces trois

_modèles,

on

_peut

s’adresser aux

_cycles

réellement obtenus.

Ils se

_distinguent

du

_{cycle schématique}

_{par les}

_petits

arrondis en A et B et surtout par la

queue C

(fig. 2).

Les arrondis en A et B

_peuvent

être attribués à une faible influence du

champ

démagnétisant,

d’aiIleurs très

faible;

les

_petites

discontinuités

_(en

D,

par

exemple,

figure 1) proviennent

de ce _{que le}

_{champ critique}

n’est pas tout à fait constant dans toute

l’étendue de la substance. Ces deux effets _{sont presque}

_{négligeables,}

_{surtout pour le meilleur}

des

_cycles,

celui de

_{l’ellipsoïde}

C

_{(fig. 2).}

Reste à

_expliquer

_{la queue} en C. Si les moments

ne _{sont pas} orientés suivant la même

direction,

comme nous l’avons admis dans les trois

modèles,

et si une certaine

_quantité

est

_dispersée

dans des

_angles

voisins,

l’effet de cette

inljJureté

de l’orientation est différent suivant les modèles. Le modèle 1

_prend

_l’aspect

donné dans la

_figure

_5,

1. Les moments ont des directions

_plus

ou moins inclinées sur la direction du

_champ,

ce

_qui

_{aurait pour effet de donner à la courbe}

d’hystérèse

des branches

irréver-sibles inclinées et des arrondis

_symétriques

_{(voir fige}

5,

CI).

Le modèle 1 est donc

_incapable

de fournir un

_cycle

comme il a été obtenu réellement.

Dans les modèles lI et

III,

les moments à renverser sont

_opposés

au

_champ.

Le

renver-sement commence _pour un certain

_champ

minimum,

qui

est

_pratiquement

le même pour les moments voisins. Les autres moments

_qui

se

_présentent

sous des

_angles

notables sont

renversés par des

champs

plus

forts. Il en résulte une courbe

_{d’hystérèse,}

_{telle que C II} et C

_III,

avec une

_partie

irréversible

_qui

commence

_brusquement

au

_{champ critique}

avec une

Fig. 5.

tangente

verticale

_{(grande discontinuité)}

et

_qui

dans les

_champs

forts s’atténue

progressi-vement

_{(la queue).}

Les

_cycles

réellement obtenus sont tout à fait semblables à ce

_cycle

déduit du méca-nisme des modèles II et III

_(voir

_par

_{exemple fig.}

2,

c). J’appelle

ces

_arrangements

de moments

_magnétiques

à

_angles

droits des

_{multiplets magnétiques,.}

,, L’aimantation dans les

champs

faibles et moyens

(cycle d’hystérèse)

a

_suggéré

l’exis-tence d’un

_{multiplet magnétique. Lequel}

des deux

_multiplets

faut-il attribuer au nickel2 La

question

peut

être résolue par la

comparaison,

dans notre nickel

_spécial,

de l’aimantation

rémanente avec l’aimantation à saturation. En utilisant le

_multiplet

_magnétique,

on

_peut

imaginer

deux mécanismes différents

_qui

conduisent à la saturation :

1° Le

_multiplet

reste

_rigide,

_{mais la résultante est amenée par} un

_champ

très intense

dans la direction de ce

_champ.

L’aimantation à saturation serait alors

_égale

à la résultante du

_multiplet.

Si nous attribuons à

_chaque

moment constituant le moment

_~,

la résultante du doublet aura comme moment

V2;

celle du

_triplet,

~3.

Comme il a semblé

_plausible

_que,

dans le cas de l’aimantation rémanente du nickel

_spécial,

un seul constituant soit

_parallèle

au

_champ,

le moment de l’aimantation rémanente serait

_égal

à 1 dans le cas du doublet comme dans celui du

_triplet.

Par

_conséquent,

dans le cas du

_{multiplet rigide,}

le

_rapport

de l’aimantation à saturation à l’aimantation rémanente serait

V2

pour le

doublet,

y 3

pour

le

_triplet.

,

2° Le

_muliplet

est _{déformable par le}

_champ

et,

dans un

_champ

_infini,

tous les consti-tuants sont

_rapprochés

de la direction du

_champ.

L’aimantation de saturation serait donc

égale

à la somme des

constituants,

c’est-à-dire

_égale

_{à deux pour le doublet} et

_égale

à trois

pour le

triplet.

Et

puisque

l’aimaniation rémanente du nickel

spécial

a été

_posée

_égale

à un,

le

_rapport

de l’aimantation à saturation à l’aimantation rémanente sera

_égal

_{à deux pour le}

doublet et trois pour le

triplet.

Pour obtenir une

_comparaison

fidèle de l’aimantation rémanente avec l’aimantation à

saturation,

il m’a semblé nécessaire de faire les deux mesures ayec la même installation.

Pour la mesure de l’aimantation

rémanente,

la méthode du

_{magnétomètre}

est tout

_indiquée;

pour la mesure de la

saturation,

cette méthode est d’un

_emploi

très

difficile,

parce

qu’une

bonne

_compensation

d’une bobine

_qui

doit

_produire

un

_champ

intense est _presque

impos-sible. Une

_expérience

_provisoire

a été faite en 1926

_(loc.

_cit.)

_{pour le nickel de la}

_{figure 2}

c.

Après

un

_réglage

_soigné

des

_{compensations}

_{nécessaires, j’ai}

trouvé pour l’aimantation dans

un

_champ

élevé

_{(f~ ‘}

1760

_G)

une déviation de

~70,~

mm, et pour l’aimantation

rémanente,

85,4

mm. Donc le

_rapport

deux à 2 pour 1000

_près.

Pour des

expériences plus

complètes,

voir le

_chapitre

suivant.

Puisque

ce

_rapport

deux est un des

_{rapports prévus}

dans la discussion

_{précédente,}

ce

discontinuités.

_Enonçons

donc les

_{coïiséqueyïces}

_qu’on

_peut

tirer de cette

_expérience.

1. Le moment

_{ferromagnétique}

est un doublet.

2. Par un t,,’aitement

_{J1lécanique,}

ce être orienté

_{unifo17mérnent}

sans _{que la}

structure cristalline soit Plus

_{spécialement}

dans le nickel courbé et tenu droit contre

l’élasticité,

le traitement a _{pour effet de}

_diriger

l’un des constituants du doublet

parallèlement,

l’autre

_{perpendiculairement}

à l’axe du fil. Plus ce traitement est

réussi,

plus

grandes

sont les forces

_qui

retiennent le doublet dans cette

_position.

Alors les

_phénomènes

discontinus

_atteignent

leur

_plus

_grande

valeur,

la queue C

(fig. 2)

se réduit de

_plus

en

_plus

et l’inclinaison de la

_partie

réversible diminue. Effectivement les variations de ces trois

quantités,

observées au cours des essais

(1),

sont liées entre elles de cette manière. Par

contre,

des

_{radiogrammes (voir}

le dernier

_article)

ont _{démontré que la cristallisation est}

restée

confuse,

les axes

_{cristallographiques n’ayant}

_{pas de direction}

_{privilégiée.}

3. Le

_{champ critique}

est le

_champ

nécessaire et _{suffisant pour le} renversement a’un seul constituant du

_doublet,

celui

_qui

est orienté comme le

_{champ. J’appelle}

cette variation

irré-versible de l’aimantation

_{renversement de première}

_espèce.

Je montrerai

_plus

tard

_qu’il

_y en a

_probablement

une deuxième. Si l’on attribue le moment constituant d’un doublet à une orbite

_{électronique,}

on

_peut

attribuer le renversement de

_{première espèce}

à un

_changement

du sens de parcours de l’électron considéré. On

_peut

_imaginer,

_par

_exemple,

_{que l’électron} considéré est

_expulsé

et

_remplacé

_par un autre

_qui

tourne en sens inverse du

_premier.

.

4. La notion de 1"aimantation

_spontanée,

_{introduite par M. Pierre}

_Weiss,

doit être

modifiées

dans le sens suivant. La somme des

moments,

contenus dans le

_{plus petit}

élément

magnétique

(par exemple

du

_doublet,

dans le cas du

_nickel)

est encore

_égale

à l’aimantation

spontanée

(aimantation

à

_saturation).

Jlais au

_champ

n10ment de l’élément

magné-tique

le

_{plus petit}

est la résultante du

_multiplet.

Pour obtenir l’aimantation

_spontanée

dans le

_champ

zéro,

il faut diviser dans le cas du nickel l’aimantation à saturation _par

B/2.

Le _{fait que le}

_rapport

entre Faimantatiou à saturation et l’aimantation rémanente du

nickel

_spécial

est

_égale

à deux ne _{révèle pas seulement le} doublet du

nickel,

il démontre en

même

_temps

_{que :}

5. Ce doublet _{n"est pas}

_rigide.

Dans le

_champ

zéro,

les deux moments du doublet (lu nickel sont à

_angle

_droit,

un

_champ

croissant

_{raliproche progressivement}

les constituants du

doublet et tend à les faire coïncider avec sa _{propre direction.}

L’aimantation réversible du nickel

_spécial

_peut

être considérée comme le

commence-ment de ce

_{rapprochement}

des constituants du doublet.

_Puisque

son

_augmentation

a été trouvée à peu

près

égale

à 1 pour 1 000 de l’aimantation rémanente par gauss, on doit

srattendre à ce _que

_l’approche

à la saturation se fasse dans des

_{champs supérieurs}

à

1

_{000 gauss.}

Pour un

_grand

_{nombre de corps}

_{ferromagnétiques, l’approche}

vers la

_saturation

a été

mesurée _{par M.} P.

Weiss,

qui

a

exprimé

ses _{résultats par la} loi a~ ~

(Jo

(1

2013 _~),

valable en

_{général- au-dessus}

_{due 1 000 gauss. Cette loi est aussi valable pour le nickel.}

_Or,

clans la même

_région

des

_champs

se

_produit

la dernière

_étape

de la fermeture du doublet. Il est

naturel de trouver dans ce

_{rapprochement}

le mécanisme de la loi

_{d’approche.}

Si l’on admet

qu’un

moment

_magnétique

constituant est

_{perpendiculaire}

au

_plan

d’une

orbite,

que les deux orbites du doublet ont le même centre et

_qu’une

orbite se

_comporte

comme un anneau

chargé

d’électricité

_négative

pour la

répulsion

des autres

orbites,

il résulte pour des

petits

angles

une loi

_d’approche

du

_premier

ordre comme celle de Weiss.

--° RÉCENTES

DU RAPPORT ENTRB

ET A SATURATION PU mCKBL SPIÉCIAL.

La

_{justification}

la

_plus

_frappante

des

_hypothèses

énoncées est la valeur

_numérique

du

rapport

entre i’aimantation à saturation et l’aimantation rémanente. J’ai cherché à

miner ce

_rapport

avec la

_{plus grande}

_précision

_possible

_{par de nouyelles}

_expériences

ut

_j’ai

piréfé,ré

une méthode

_qui

donne les deux termes du

rapport,

pour m’affranchir de détermi-nations absolues peu sures.

Comme

_{méthode, j’ai}

choisi celle du

_{magnétomètre,}

la seule

_{qui puisse}

donner une

mesure exacte de l’aimantation rémanente vraie et

_qui

se

_prête

_aussi,

_quoique

moins

bien,

à la mesure de l’aimantation à saturation.

Le nickel soumis au traitement

_{spécial provient}

de la « Mound Co » et ne _{continent que}

0,2

pour 100 de fer.

Pour éviter un

_champ

_{démagnétisant appréciable qui}

effacerait les

_grandes

disc=onti-nuités et

_qui

fausserait la mesure de l’aimantation

rémanente,

j’ai opéré

avec des fils très fins de

_0,2

mm de diamètre et de 44 mm de

_longueur.

Le

traitement,

pour obtenir des

cycles

purs, c’est-à-dire la

plus grande

discontinuité

_possible

et un

_{champ critique}

_unique,

consiste à étirer le fil doux

_jusqu’à

la

_rupture,

à tirer ce fil durci

_plusieurs

fois autour

d’une

_{petite poulie}

avec la moindre traction

_possible

et à tenir ce fil droit contre son

élasti-cité,

ce

_qui

se réalise le

_plus

_simplement,

en

_{l’introduisant}

dans un tube

_capillaire

aussi fin que

possible.

Il

_s’agit

ici de la mesure de l’aimantation rémanente vraie

qui

s’obtient dans un

_champ

intérieur nul à

_partir

cle _{l’aimantation à satn.ration par} une variation réversible pure sans trace de variation irréversible

_(1).

En

_général,

_{les corps}

_{ferromagnétiques}

ordinaires

possè-dent au

_voisinage

du

_champ

nul une forte variation réversible : le moindre

_champ

démagné-tisant fausse la mesure de l’aimantation

_rémanente;

on

_peut

en tenir

_compte.

Mais,

une correction est

_impossible,

si la substance

_possède

dans les

_champs

faibles

_positifs

une

aimantation irréversible. L’aimantation rémanente

brute,

résultat de

_{l’expérience,}

est alors

plus

petite

que l’aimantation rémanente vraie.

Dans notre cas,

l’expérience

fournit immédiatement l’aimantation rémanente

_vraie,

d’abord _parce

_{qu’il n’y}

a _pas trace d’aimantation

_{irréversible,}

même

_jusqu’à

un

_champ

négatif

de l’ordre _{de 10 gauss}

_et,

_{par suite de la}

_petitesse

de la variation réversible

_(environ

i pour ~i 000 par

gauss),

un

_champ

_{démagnétisant,}

dans notre cas d’ailleurs très

_petit,

fausse très peu l’aimantation rémanente vraie. Pour ce

_qui

concerne la mesure de l’aiman-’

tation à

saturation,

il est

_impossible

avec la méthode du

_{magnétomètre}

_d’employer

des

champs

si intenses que la différence entre l’aimantation obtenue et la saturation

_complète

soit

_{négligeable. Il}

faut se contenter de

_champs

moins

_forts,

mais

_pourtant

assez _{forts pour} se trouver dans la

_région

où la dernière

_partie

de la courbe d’aimantation

_permette

l’extra-polation

vers le

_champ

infini. Cette loi est la loi

_d’approche

de M. Pierre Weiss

valable pour la

plupart

des corps

ferromagnétiques,

le nickel y

compris,

à

partir

de 1 000 gauss en

_général.

Je me suis

_{;donc proposé}

d’aller

_jusqu’à

un

_champ

de

l’ordre V V V G. e

Le

_{magnétomètre qui}

avait servi

₍₂₎

à décrire les

_cycles

à

_grandes

discontinuités était

astatique

à courte durée d’oscillation

_(fig.

_6).

Cette courte durée est

_avantageuse;

elle

permet

d’abréger

le

_temps

où la bobine

_{magnétisante}

est parcourue par le courant

intense,

ce

_qui

évite un écha.uffement excessif. Cet échauffement est nuisible surtout parce que la

dilatation des

_spires

de cuivre rend

_imposslble

une

_compensation

exacte de l’action directe de la bobine. En

_outre,

_{il y} a une deuxième action

_{désagréable}

de la bobine parcourue par .

de forts courants sur le

_{magnétomètre :}

le moment des

petits

aimants du

_système

mobile du

magnétomètre

varie avec le courant dans la

_bobine,

et _par

_conséquent

la sensibilité ne reste pas constante. Une bobine

plus longue,

refroidie à l’intérieur et à _{l’extérieur par} une circu-lation

d’eau,

n’a pas donné

davantage

des résultats satisfaisants. Pour éviter l’action

capri-cieuse de la bobine

_{magnétisante,}

il faudrait la construire aussi uniforme que

possible

et

la

_{présenter symétriquement}

au

_{magnétomètre.}

Mais

_l’emploi

d’un

_{magnétomètre simple}

est interdit dans un Institut où l’on travaille avec

_ung,rand

nombre d’éLectro-aimants.

(~) Voir aussi A. FERMER et G. BALACHOWSgY. Arch. d. Sc. _phys. nat., 58 _période, t. 2 (i920).

Par la méthode

_suivante,

on s’affranchit des inconvénients mentionnés. J’ai

_employé

un

_{111agnétolnètre}

_{astatique symétrique}

_{(fig. 7),}

dont le

_système

mobile

_{porte 4 aimants,}

deux dans le même sens en haut et en bas et deux autres en sens inverse au milieu. Ce

magnétomètre astatique symétrique

a en outre le

grand avantage

d’être

astatique

non _{seulement pour des}

_champs

_uniformes,

mais encore _{pour des}

champs

noir uniformes du

_{premier degré.}

On

_peut

ainsi travailler avec ce

magnétomètre

à une distance de

_quelques

mètres d’un

_{grand électro-aimant,}

sans être

_gêné.

Le

_{magnétomètre}

est _{amorti par} une

_{petite palette qui}

plonge

dans de l’huile de

_paraffine,

le

_système

mobile est tendu entre deux fines bandes

_{métalliques.}

Si une

_longue

bobine est

_{placée symétriquement}

par

rapport

au

_{système mobile,}

l’action des bouts se _compense

automa-tiquement.

Un

_{léger déplacement}

vertical

_permet

de

_parfaire

la

_{compensation.}

Dans cette bobine le fil de nickel à étudier est

_placé

de telle sorte _{que le bout}

supérieur

est à la hauteur de l’aimant

_supérieur

et le bout inférieur à la hauteur

Fig,

6.

des deux aimants du milieu. Pour la déviation on utilise donc trois

_quarts

19., ° des aimants

_présents.

Pour obtenir une assez

_grande

_{sensibilité,}

la bobine est très

_près

du

magné-tomètre ;

la distance de leurs axes était de I6 mm seulement. Dans ce _{cas, uno}

légère

influence du

_champ

de la bobine sur les aimants du

_{magnétomètre}

est

inévitable;

elle

_s’exprime

_par une faible variation de la sensibilité. Il en résulte . la nécessité d’étalonner

_chaque

fois et dans les conditions de la mesure. Cela a

été fait au _{moyen d’une}

_petite

bobine fine de la

_longueur

du fil de nickel

par-courue _par un courant

constant,

donc de moment

_constant,

_{qui remplace}

le fil de nickel dans la bobine. On satisfait à ces

_conditions,

en faisant varier

le courant

_magnétisant

au _{moyen de résistances}

_{électrolytiques}

tournantes dont la vitesse est

_imprimée

_par un mouvement

_{d’horlogerie.}

La

_figure

_{8 donne le schéma des résistances tournantes. Il y} en a dux :

Fig.

7. l’une

_Ri,

à

_{grande résistance,}

tourne

_{régulièrement}

_(à

raison de 1 tour _par

minute),

elle donne une variation lente entre - 50 et

+

50

G, intervalle

qui

permet

l’inscription

sûre de l’aimantation

_rémanente,

du

_{champ critique,}

en somme du

cycle

d’hystérèse.

L’autre

Rz

ne tourne

_qu’à

l’instant où la

_première

est au minimum

- de sa

résistance,

elle fait à _ce moment seulement _un demi-tour _en 4

secondes,

en

_passant

Fig. 8.

Fig. 9.

par un minimum très

_aigu

de sa

_{résistance, qui}

donne un

_champ

maximum de 2 000 G

environ. Par la courte durée du courant intense la bobine s’échauffe assez _{peu : la}

com-pensation

se

_dérègle

_{peu. Pendant le demi-tour du}

_premier

inverseur tournant

_{(26 s),}

la circulation d’eau a le

_temps

d’enlever la chaleur de

_joule

_et,

au maximum

_;suivant,

la

bobine se trouve de nouveau à l’état initial. La

_figure

9 donne la variation du courant en

fonction du

_temps.

L’ampèremètre qui

porte

le

_{prisme (1)}

donnant la déviation

_{proportionnelle}

au

_champ,

a

lui aussi deux sensibilités. Au

milieu,

pour la courbe

d’hystérèse,

la sensibilité est

grande,

la déviation atteint la moitié du _{parcours pour} un

_champ

de 30 s, A cet

_endroit,

le

_système

est _{arrêté par} une lame

_{élastique, qui}

diminue ia sensibilité dans le

_rapport

de 1 à 40. L’autre moitié du parcours dessine donc les

_champs

intenses entre 50 et 2 000 G.

La courbe

_{d’hystérèse complète,}

dessinée

_{automatiquement}

_{par l’installation} sur

_papier

photographiqne,

a donc l’allure suivante

_{(fig. 10).}

Au milieu se trouve la courbe

_{d’hystérèse}

connue du nickel traité entre les

_champs

de - 50 _G et

+

50 G. En dehors des limites de la

grande

sensibilité a... a se trouvent les courbes allant vers la saturation S. Sur la mème feuille sont

_tracées,

sans _{que les inver .}

seurs tournants aient cessé de

tra-vailler,

deux courbes du moment

con-stante

donné par la bobine parcourue par un courant

constant,

positif

et

négatif.

Les

_opérations

_que

_comporte

une mesure se font donc de la manière suivante : Les inverseurs tournants marchent constamment :

_{l’électrolyte}

et la bobine

_{magnétisante}

sont en

régime.

On commence _par tracer une

courbe de zéro avec la bobine de

mo-ment

constant,

mais sans _{y faire passer}

de

courant,

ensuite une courbe de

mo-ment

_constant,

_après

une nouvelle courbe de zéro sans

_substance,

et

fina-lement la courbe de la substance. La

_Fig.

10.

distance des deux

_premières

courbes

donne la sensibilité pour

chaque champ ;

la distance des deux

dernières,

l’aimantation du corps à étudier

après

division par la sensibilité en

_{chaque point}

du

_champ.

La

_grandeur

de l’aimantation rémanente

_peut

être

_prise

telle

_quelle.

Pour trouver l’aimantation à

saturation,

on déduit des courbes l’aimantation dans

_{plusieurs champs}

_forts,

on les

_porte

en fonction de l’inverse du

_champ

_et,

si l’on trouve une

_droite,

son

_{extrapolation}

vers le

_champ

infini donne la saturation. Dans les

_expériences

faites sur

_plusieurs

échan-tillons de nickel traité

_{spécialement,}

_j’ai

trouvé un bout de droite seulement à

_partir

de

1300 G environ. On voit donc

_qu’il

était nécessaire

_{d’aller jusqu’aux champs}

de 2 _{000 gauss.}

Que

la limite inférieure de la loi

_{d’approclie.}

soit si élevée

₍₁₃₀₀

_{G)ne surprend}

_pas,

_puisque

le nickel traité est extrêmement dur et l’on a

_déjà

trouvé que la limite inférieure de la

vali-dité de la loi

_d’approche

est située dans les

_{champs plus}

_{faibles, quand}

le _{corps est}

_plus

doux,

c’est à-dire le coefficient a dans

_{l’équation}

a 60 1-

a )

petit

(1).

Ici

_j’ai

trouvé

B

H

un coefficient a très

_grand

de l’ordre de 80

_(Pour

des corps

ferromagnétiques

recuits, a

est de l’ordre de

_10).

Cette

_grandeur

_{exceptionnelle}

de a rend

_{l’extrapolation}

vers la saturation assez _peu sure. La

_{partie extrapolée}

est de 4

_{pour 100}

environ.

Puisque

cette

_{extrapolation}

_dépend

du coefficient a,

j’ai

fait vérifier la loi

d’approche

de mes nickels _{traités par M. Birch}

_{(expériences}

_inédites),

dans des

_champs

allant

jusqu’à

20 000 G,

par.la

méthode d’induction dans l’entrefer d’un

grand

électro-aimant

(2).

Les valeurs de a trouvées par M. Birch

(a

=

₆₃₎

ont confirmé celles que

_j’ai

trouvées ici par

la méthode du

_{magnétomètre.}

Le

rapport

trouvé entre l’aimantation rémanente et l’aimantation à saturation est

0,482

en _{moyenne. La}

_divergence

entre _{les valeurs individuelles n’est que de}

_quelques

pour mille.

(On

se

_rappelle

_{que les} A

_rapports

entre

_{lesquels l’expérience}

doit décider étaient

1,

. Les différences entre le

rapport

(~) PBSCHARD. These, Strasbourg (192~).

trouvé et les 4

_rapports

des différentes

_hypothèses

sont

_{de .3,}

_32,

_{45 et 16 pour 100, La}

première

différence est

_{incomparablement}

_{plus petite}

_{que les autres.} Cette

_expérience

vicient donc confirmer la détermination

_provisoire

_(’).

En

outre,

un fil de

nickel,

que

je

n’ai pas

traité,

avec

_intention,

avec les

_précautions

nécessaires en le tirant autour de la

_poulie

avec une forte traction a donné comme

_{rapport 0,43.}

Ce nombre

_{s’éloigne davantage}

du nombré

théorique

0,5.

Un traitement idéal

_augmenterait

le nombre

trouvé,

il le

_{rapprocherait}

donc du nombre

_théorique

0,5.

J’ai tenté encore une deuxième vérification de

_{l’expérience}

_provisoire.

La saturation du

nickel à la

_température

ordinaire est très bien connue

_(~).

Si l’on sait mesurer l’aimantation

rémanente de notre nickel

_spécial

en valeur

absolue,

on

_peut

s’affranchir de la mesure de la

saturation,

qui

est,

comme nous l’avons vu, la

_principale

difficulté de cette

_expérience.

Cette mesure a été faite dans une installation

_analogue

à celle

_qui

a été décrite

_{plus haut,}

mais exécutée à une échelle

_plus

_grande.

Le fil de nickel traité a une

_longueur

de 10 cm et

un diamètre de 1 mm. Il est

_logé

dans une bobine avec une cavité assez

_grande

_pour

pou-voir le

_remplacer

_par une bobine de faible diamètre

_{(4 mm)}

et de même

_longueur

_que

_le

fil de nickel

_{(10 cm),}

formée d’une seule couche de fil

_{de §cuivre.}

Par la déviation d’un

magne-tomètre

_{astatique symétrique (voir plus}

_haut),

l’aimantation rémanente du nickel

_{peut être}

comparée

avec le moment

_magnétique

de la

_petite

bobine. Celui-ci

_peut

être calculé avec

une

_précision

suffisante à

_partir

des dimensions de la bobine. Une

_expérience

_{préliminaire}

a donné le

_champ

_{nécessaire pour}

_produire

l’aimantation rémanente maximum. Pour

l’aimantation rémanente de trois

fils,

on a trouvé TR !

25,4,

25,6

et

~~,8~

à

saturation d’un fil de la même

espèce

est à la même

température

(20°)

Js ---

_~~,’ï.

_Leur

_rapport

_{est donc de}

0,464, 0,467

et

_0,472.

Ces

_rapports,

_{trouvés par cette}

expérience

tout à fait

_{indépendante (exécutée}

_par M.

_Schneider),

ne _{sont pas très différents de la valeur}

0,482,

trouvée par la

comparaison

directe.

On

_peut

essayer de

reconstruire,

d’après

la forme de la courbe

_{d’hystérèse}

de notre nickel

_spécial,

le

nombre relatif des moments constituants du

doublet,

situés sous différents

angles

par

rapport à

l’axe du

Fig.

11.

champ

(et

du

_fil).

Nous avons vu _{que le}

_cycle

réel- lement obtenu diffère du

_{cycle schématique}

_{par la}

queue G. Dans le nickel du

_cycle

_{schématique,}

la moitié des moments

constituants

est

parallèle

au

_champ,

l’autre moitié est

_{perpendiculaire}

au

_champ.

Pour le renversement

des moments

_parallèles

au

_champ,

le

_champ

_critique

_Acr

est nécessaire. Pour un moment

(1) R. FORRBR. _{C. R.,} t. 181 (’1926), p. 1272.

constituant sous

_l’angle

_a, le

_champ

nécessaire au renversement est H =

2013~L

_{fi . 1i)..}

cos 0152

g

)

Si nous

_{appelons m}

le moment

_constituant,

son moment

_projeté

sur l’axe du

_champ

est

M = 1n cosx.

_Or,

dans la courbe

_{d’hystérèse}

réellement obtenue. à

_chaque

_champ

H

correspond

un

_angle

_a, sous

_lequel

se trouve le nombre des moments constituants in,

dont la

_projection

sur l’axe du

_champ

est

_111,

distance verticale des deux branches de courbe

_{(fig. 12).}

J’ai déterminé de cette

façon,

pour un fil de nickel

traité,

cette

réparti-tion des moments constituants et

_j’ai

obtenu le résultat suivant

_{(fig, 13) :}

La

_plupart

des

moments sont situés au

_voisinage

des

_angles

0° et 90° : courbe a

_{(fig. 13),}

confirmation de notre

_point

de vue, doublet à

_angle

droit,

dont un des constituants est

_parallèle

au

_champ.

Mais le nombre des moments situés sous des

_angles

très différents de 0° et 90° n’est pas

négligeable;

même sous un

_angle

de

45B

il y a _{enclore 17 pour 100 de la}

_{quantité qui s’y}

trouverait si les moments étaient

_répartis

uniformément dans

_{l’hémisphère (courbe}

_{b) (1).}

- LE

TRIPLET DANS LE FER.

Nous avons attribué la loi

_d’approche

de M.

Weiss,

trouvée

_{expérimentalement,}

au

mécanisme de la fermeture du doublet du nickel.

Or,

cette loi

_{s’applique également}

au

fer,

à la.

_magnétite

et à

_beaucoup

_{d’alliages ferromagnétiques}

et même le coefficient a

est,

en

général,

du même ordre de

_grandeur

_{(a -}

_10).

Sile mécanisme de cette loi

consiste,

dans le

nickel,

dans la fermeture du

doublet,

on

_peut

_supposerque

_partout

où on la

_rencontré,

il

_s’agit

d’un

_{phénomène analogue,}

lafermeture d’un

_multiplet,

et l’on

_peut

se _{proposer de chercher}

quel

est le

_multiplet

du fer. A cet

effet,

je

me suis d’abord adressé aux mêmes déformations

qui

ont

_produit

les

_grandes

discontinuités du

nickel,

mais aucune

_espèce

de déformation

n’a

_{permis d’augmenter}

sensiblement la

_grandeur

des discontinuités des fils de fer. J’ai donc

cherché ailleurs. On se

_rappelle

_{que Maurain}

_(l~

a trouvé des

_cycles

presque

rectangulaires

en

_déposant

du fer _par

_électrolyse

dans un

_{champ magnétique.}

On a mesuré la hauteur du

cycle,

donc l’aimantation

rémanente,

en s’attendant à trouver une valeur voisine de la satu-ration. Mais elle était

_beaucoup

_{plus petite.}

J’admets

que l’atome de fer

_possèder

ai moment où il se

_dépose,

le même

_multiplet

que celui

qui

existe dans la couche _{toute formée et que la résultante de} ce

_multiplet

est

dirigée

dans le sens du

_{champ magnétique.}

L’aimantation

rémanente de ce

_{dépôt possède}

donc un moment

_égal

à la résultante du

_multiplet

et nous admettons que l’aimantation à

saturation est donnée _par la fermeture

_complète

du

_multiplet.

Leur

_{rapport dépendra}

de

l’espèce

du

_multiplet.

Prenons les

_multiplets

les

_{plus simples,}

le doublet et le

_triplet

trirec-tangle.

Si l’on attribue au moment constituant le moment

i,

leur saturation sera 2 et

3,

et leur _{résultante pour H} = 0 sera

§/lil

et

N/à.

Le

_rapport

entre Faimantation à saturation et l’aimantation rémanente sera donc

2/V2

et

3/~3.

La saturation du fer est maintenant très bien connue

₍₃₎

_crs =

217,9

à 20°. La résultante d’un doublet amura donc :

celle d’un

_{triplet :}

-.

Les meilleures mesures en valeur absolue de l’aimantation rémanente du fer

électroly-(1 j Le rapport = _{0,3 du cycle} en forme de _{parallélogramme pourrait} trouver aussi une autre explication. On sait en effet, par les expériences anciennes el?Ewing que le nickel comprimé dans la

direction du champ prend sous l’iniluence de champs faibles une aimantation voisine de la saturation et le conserve même dans un champ nul. Au contraire, dans. le nickel tendu dans la direction du champ,

l’aimantation rémanente, mesurée dans la direction du _{champ est nulle.} Je reviendrai _plus tard sur cette

question à l’occasion de la discussion des _propriétés du nickel. ’

(2) Ch. MAURUN.

_{L’éclairage}

_électrique, t. 26 (février 1901 ).

tique déposé

dans un

_champ

magnétique

ont été faites par Schild

_(1).

L’aimalllation

réma-nente est fonction du

_{champ appliqué,}

elle tend vers une limite

_supérieure.

Pour le

_plus

fort

_champ

II -

~9,‘~

G,

I,

rapporté

à l’unité de

volume,

est donné par Schild

égal

à

982 ;

en

divisant par la densité ~~ _

7,86

du

fer,

on trouve _{pour l’unité de} masse c =

124,9.

Cette

valeur

_{expérimentale}

est très voisine de celle

_qui

a été calculée pour un

_triplet

_(125,8)

et très

éloignée

de celledu doublet

_{Schilda déterminéles 1 rémanents pour}

_{plusieurs valeurs}

du

_champ

et trouve des valeurs d’autant

_plus

fortes que H est

plus

grand. Puisque

cette

dépendance

a une allure

_{hyperbolique,}

on

_peut

_{essayer de la}

_représonter

en fonction de

_{1 /H}

(fig. 14).

Si l’on trace une droite

passant

par les

points,

de telle sorte que les erreurs se

_compensent

_(erreur

moyenne

égale

à

0,8

pour

100),

elle passe pour

i/H =

0 _par le

_point

I= 991 ou a =

~~6,~.

Cette valeur déduite de toute

la série, se

_rapproche

encore

_davantage

de la valeur calculée

-

125,7)

pour un

_{triplet (différence +}

_0,2

_pour

_100).

6. Le lnomen

_{L lnagnétique}

du

_fer

se

_présente

donc sous

l’as-pect

d’un

triplet trirectangle,

au moins dans le fer

électroly-tique.

Mais

_puisque,

comme on

_sait,

le

_{dépôt électrolytique}

est cristallisé comme le métal venant de la

_fusion,

le

_triplet

~

Fie

14. est attribuable au fer en

_{général. (Voir plus}

_{loin pour} une

restriction).

On

_comprend

maintenant facilement le

_cycle

_presque

_{rectangulaire}

du

_{fer électrolytique}

déposé

dans un

_{champ magnétique.}

La résultante est orientée dans le sens

_du

_champ;

les

trois moments constituants font le même

_angle

avec le

_{champ ;}

la faible

variation

réversible

est due au

_{rapprochement}

_commençant

des

_composantes.

L’interprétation

que

j’ai

donnée suppose essentiellement que les trois moments consti-tuants du

_triplet

_{interviennent par leur résultante} au moment du

_dépôt,

c’est-à-dire

_qu’ils

sont contenus dans le même atome. _{J’en conclus que le}

_triplet

du fer est

_atomique.

Par suite de la

_parenté

du doublet du nickel avec le

_triplet

du

_fer,

on

_peut

attribuer aussi le doublet

du nickel à un même atome. On est amené ainsi à cette

_hypothèse

de travail : 7. Le

_{nîultlplet nlag1létiq..1e}

est une

_{propriété atomique.}

-

Or,

la variation de l’aiman-tation dans les

champs

forts a

_toujours

été trouvée réversible. Le

_{rapprochement}

des cons-tituants du

_{multiplet ferromagnétique}

_(ou

_plus

brièvement : la

_fermeture

du

_multiplet)

est donc considéré comme

_{phpnonlèlte intraatomique}

réversible.

On

_peut

_{appuyer cela par la} considération suivante : la loi

_d’approche

est valable en

_général

à

_partir

de 1 000 G. Pour le

_nickel,

a est de l’ordre de 1U. ,

Considérons d’autre

_part

le

_{rapprochement}

des constituants 0

A,

0 B d’un doublet par

un

_champ

H

_jusqu’à

un

_{angle 2}

x

_{(fig. 15).}

Dans ce _cas, on trouve

donc : s

’

Pour a = 10 et _pour un

_champ

très intense Il = 10 000 G,

l’angle 2 ce

entre les moments

constituants est encore de 5°. On

_peut

voir dans cette difficulté de fermeture du

_multiplet

un

_appui

_pour

_{l’hypothèse}

_{que le}

_multiplet

est de structure

_atomique

et _{que les forces entre}

les constituants sont

_{intraatomiques.}

Ces forces sont

_{incomparablement plus}

_grandes

_que dans le cas de la rotation de l’ensemble du

_{multiplet qui}

s’effectue dans des

_champs

faibles,

et

_qui

donne lieu à l’aimantation

initiale,

contre des forces

_provenant

d’actions mutuelles

entre les atomes.

V. - LA _{POSITION NORMALE DU MUL’HPLET}

PAR RAPPORT AU RÉSEAU CRISTALLIN.

LE MECANISME DE ET LE RÔLE DE L’AIMANTATION RÉ)IANENTE.

Il résulte de nombreuses

_expériences

₍₁₎

_qu’un

traitement

mécanique

et surtout la déformation

_élastique

_peuvent

orienter le

_multiplet

_magnétique

du nickel. En l’absence de

ces causes de

_changement

d’orientation et d’un

_champ

_extérieur,

l’orientation du

_multiplet

est soit due au

hasard,

soit donnée par l’orientation du réseau. Parce que le réseau

cristallin et le

_multiplet

_magnétique

_possèdent

une certaine

_{symétrie, j’admets}

que le

Fig. 15.

16.

h,ig,

17.

multiplet magnétique prend spontanément

une orientation

définie,

symétrique

par

rapport

au réseau.

_J’appelle

cette olientation du

_multiplet

sa oormale.

Dans le nickel dont le

_système

cristallin est le cube à face

centrée,

il y a, pour des

raisons de

_symétrie,

deux

_positions

normales

_possibles:

1° les constituants du doublet sont

_parallèles

à des axes

quaternaires

et leur résultante est

_dirigée

suivant un

axe binaire

(fig. 16.).

A une direction de la résultante

correspond

une

_position

définie du

_doublet;

un doublet

possède

donc dans ce cas douze

_positions

normales

équi-valentes. 2° Les constituants du doublet sont

_parallèles

à des axes

_{binaires, qui}

font entre eux un

_angle

droit et

sont situés dans un

_plan

_{perpendiculaire}

à un axe

qua-ternaire ;

leur résultante est

_dirigée

suivant un axe qua-ternaire

_{(fig. 17)}

_Ici,

la même résultante

_peut

être fournie par deux

positions

différentes du doublet. Il y a donc six

positions

normales de la

résultante,

mais douze

_positions

Fig.

18.

normales du

_multiplet.

On verra

_plus

tard

_{qu’on peut}

espérer

établir

_quelle

est la véritable

_position

normale du doublet du nickel par la

déter-mination du

_rapport

de l’aimantation rémanente à la saturation.

Pour le

_fer,

dont le

_système

cristallin est le cube

centré,

le

_triplet

ne

_{peut prendre}

_par

raison de

_{symétrie qu’une}

seule

_position

normale : les constituants sont

parallèles

aux

axes

_{quateroccires}

et la résultante est

_dirigée

suivant un axe ternaire

(fig. f8).

A chacun

des

_quatre

axes ternaires

_{correspondent}

deux orientations

_{opposées possibles}

de la résul-tante du

_triplet.

_{Il y} a donc huit

_positions

normales

_{équivalentes.}

Esquissons

maintenant le mécanisme de l’aimantation en nous basant sur les nouvelles

hypothèses (un

multiplet

magnétique,

déformable dans les

_champs

_{intenses, possède,}

au

champ

zéro,

des

_positions

normales dans le réseau

_{cristallin) (2) :}

1 Dans une substance

complètement

désaimantée,

les

_multiplets

se trouvent dans différentes

_positions

normales,

distribués au

_hasard;

leur moments se

_{compensent. Appliquons}

un

_champ

très faible :

les

_multiplets

tourneront

_{légèrement,}

retenus _{par des forces}

_{interatomiques.}

On

_peut

attribuer la variation de l’aimantation

_{proportionnelle}

au

_champ

dans les

_champs

faibles

(aimantation

initiale)

à cette rotation du

_multiplet

sans déformation sensible.

(l) Journal de _Pfiysique, t. 7 _{(1926), p.} i 02.

(2~ En réalité, le mécanisme de l’aimantation est encore _{plus compliqué,} comme la suite des publiea-tions le démontrera.

Si FM

_{augmente le}

_champ,

les

_multiplets

cherchent,

par

renversement,

des

_positions

normales

_plus

_rapprochées

de la direction du

_{champ (régions}

du

_{champ coercitif).}

Ce renversement par rotation du

multiplet

entier est une aimantation irréversible de deitxièiîte

_{espèce :}

En

effet,

nous avons rencontré

_(page

₂₅₀₎

un renversement de

_première

espèce,

renversement d’un seul moment

constituant,

attribuable à l’inversion du sens de parcours de l’électron sur l’orbite. Par une nouvelle

_augmentation

du

_champ,

la résultante

se

_placera

_{parallèlement}

au

_champ

contre les forces

_{interatomiques :}

La valeur de

l’aiman-tation sera celle de la résultante du

_multiplet.

Et dans les

_{champs plus}

intenses,

la fermeture du

_{multiplet s’accomplira.}

Dans cette branche de la

courbe,

aucun

_point

ne

_peut

être

calculé,

parce que, dans tout intervalle du

champ

nul au

_champ

_infini,

deux mécanismes se

super-posent :

la rotation

_(et

_{le renversement par}

ro-tation)

et la fermeture du

_multiplet.

Le

_cycle

limite est

_beaucoup

_plus

intéres-sant

_(1).

Dans les

_champs

très

intenses,

les constituants du

_multiplet

sont

_rapprochés

et

di-rigés

suivant le

_{champ (saturation}

relative à la

température considérée),

voir aussi

_fige

9 et

_20,

point

A.

Quan

1 le

_champ

_décroit,

le

_multiplet

s’ouvre,

l’aimantation diminue et

srappro-cherait,

pour le

champ

zéro,

de la résultante du

multiplet (point

D.

_{fig. 19)}

si la résultante

restai-Fig.

i9. dans la direction du

champ.

La courbe

_qui

cor-respond à

l’ouverture du

_multiplet

devrait dont

rejoindre,

extrapolée

vers le

_champ

_zéro,

la valeur de la résultante du

_multiplet

accessible au calcul. Mais l’aimantation rémanente est

_plus

_petite

_{que cette résultante : dans les}

champs

tendant vers

_zéro,

la résultante ne reste _pas

_dirigée

suivant le

_champ

_qui

a

_agi,

elle tourne

_{(C-D-E, fig.}

₁₉₎

et _{tend à occuper la}

_position

normale la

_plus

voisine,

donnée par l’orientation du réseau par

rapport

au

_champ

_{(point D).}

La courbe C. D. s’obtient donc par

superposition

de la rotation du

multiplet

à son ouverture.

Si l’on fait

_agir

un

_{champ négatif}

_faible,

la rotation du

_multiplet

continue

_(D-E),

jusqu’à

ce _{que le}

_multiplet

rencontre une zône instable

_(dans

une substance à cristallisation

confuse,

cette zone sera située sous différents

_angles,

les coudes en C. E. F. G.

_{(figure 19)}

seront donc _{arrondis par l’effet de la}

_{répartition statistique),}

où il se renverse _{par rotation}

en cherchant une nouvelle

_position

normale,

pour

laquelle

la résultante est

plus près

de la direction du

_champ

_{négatif (E-F).}

Le renversement

_proprement

dit est de _T,

_mais,

sous

l’influence du

_champ

faible

_négatif,

ce renversement irréversible est suivi d’une rotation

réversible du

_multiplet

_{(voir tig.}

_20,

_E-F).

Dans les

_champs

croissants la rotation s’achève et en même

_temps

la fermeture commence

_{(F G)}

et dans les

_{champs plus}

intenses,

le

multiplet

continue à se fermer

_(2).

Dans la branche E F G H

_{(fig. 19),}

lreffet de la rotation du

_multiplet,

de son

renversement et de sa fermeture se

_superposent:

aucun

_point

de la courbe ne

_peut

être

calculé.

L’aimantation rémanente vraie s’obtient donc en

_appliquant

d’abord un

_champ

assez

fort,

pour renverser tous les moments

_qui

étaient dans une direction

_négative,

et en

(1) Pour _{&implifier l’exposé} du schéma _suivante, il _s’applique à. un cristal _unique dans une direction

uelconque.

(2)

Ce mécanisme de l’aimantation, schématise pour faciliter son exposé, es[ valable à la condition qut

dans un cristal unique tous les multiplets soient _{pa-palllèleg.} Ceci _parait évident. _Cependant, plus tard on ikera amené à envisager des cas aù, sous l’action d’un champ, il se _produit des positions no7rmales diffé-rentes de celles du champ nul. Nous Écartons ici cette _possibilité d’altération des _positions normales par le _champ.

.

Nous admettons aussi _{qu’il n’y} a aucun autre champ que le champ extérieur et qu’aucun renversement n’a lieu dans les _champs encore _positifs.

àiminuàat ce

_champ

_jusqu’à

ce _{que le}

_{eliamp à}

la soit nnl, Pour calculer cette aimantation

_rémanente,

il fauli c(!)Dnaitre la

_position

des

_nmItipLets.

En connaissant la fürme du

_multiplet

et sa

_position

normale dans le

_réseau,

il sa§fit de connaître

encorne, dan& des échantillons formés d’un cristal

unique,,.

l’onientation du cristal par

rapport

au

_champ,

et la valeur de la

_saturation,

_pour en déduire l’aimantatio.,n les Mét»X ier- 1

romagnétiques,

venant de l ft)sioJn ou

_{récits, qui}

se

composent

de

_petits

cris-taux,

orienté8 au

hasarda

t

la

_position

anormale du

multiplet

1at

_plus

voisine êe la dïBection du

_champ

dépendra

de l’oriertt&tion du cristal considéré. La soMnïe dites

_projections

de’s

moments su-r la directio’n

dl1l

_champ

sera

_{égate à}

l’aimantation rémanente.

Considérions,

faire le

_calcul,

trois,

moments congtituantsd’un

triplet trirerlangle. Dè

u’il’S

sont renversés

pré-liminairement _ffl

champ,

ils

_{appartiennent}

à trois

_{catégories :}

La

catégorie Il

t des moments

qui

sont l’es

_plus

voisins

0.

de la direction du

_champ,

~’ °

la

_{catégorie B}

intermédiaire et la

_{catégorie C}

de ceux

_qui

cff

les

_pins

_éloignas.

Si nous _{posons le moment} constituant

_égal

à

_l’unité,

les moyennes des

_projections

des trois

_catégories

sur la direction du

_champ

seront les suivantes

_{(1) :}

Dans le cas du

triplet

du

fer,

_chaque

catégorie

sera

_occupée

_par un moment

_{égfd à}

l’unité,

l’aimantation rénlanente sera donc

_égale

à

_1,5,

la saturation étant

_égale

à 3. Leur

rapport

(JJRI as

cl.o,mc.

_0,S’.

VI. w ÔADiIANT.àlI0N DE _{ET LES- FERMES DEf gON MIPL.ER.}

Pour vérLfier ce

_rapport

^

_0,5,

il faut se _{procurer l’aimantation}

_{rémanente CIR}

et _{l’a saturation es.}

Mais,

on sait combien l’aimantation rémanente

_dépend

même des

_plus

faibles

_impuretés,

des recuits

_{préliminaires’}

et des trai1emenfs

_mécaniques

_(laminage,