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Sur la loi élémentaire de l'électromagnétisme

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Academic year: 2021

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Texte intégral

(1)

HAL Id: jpa-00240431

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00240431

Submitted on 1 Jan 1900

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C. Raveau

To cite this version:

C. Raveau. Sur la loi élémentaire de l’électromagnétisme. J. Phys. Theor. Appl., 1900, 9 (1), pp.150-153. �10.1051/jphystap:019000090015000�. �jpa-00240431�

(2)

SUR LA LOI ÉLÉMENTAIRE DE L’ÉLECTROMAGNÉTISME;

PAR M. C. RAVEAU.

~1.

Ampère

a observé

fortjustementque

les

expériences qui

ne portent que sur des circuits fermés ne peuvent pas nous faire connaître l’ac- t,ion qu’exerce un élément de courant sur un autre élément. Bien

qu’il

ait fait une remarque

analogue

au sujet de l’action d’un élément de courant sur un aimant, ila été, par la force des idées préconçues,

ramené à considérer cette action comme bien déterminée. Cette (’.1rC011stanCe

explique

peut-être

pourquoi

quelques

physiciens

ne

semblent pas encore avoir

d’opinion

absolument fixe sur la

question.

Dans cette note, j’examine surtout les idées

d’iimpère ;

les citations sont empruntées aux deux volumes de l11érnoires sur

l’Etect~~odJncr-

mic~ue, publiés par 31. Joubert dans la Collection des l~~é~noires origi-

naux de la Société française de

Physique;

je

désigne

cet ouvrage par les lettres ME.

2. Biot et Savart ont cru déterminer l’action d’un fil

rectiligne

indéfini, c’est-à-dire d’une portion de courant, sur une

aiguille

aimantée; ils avaient eu soin de donner au « fii

conjonctif...

assez de

longueur

pour que ses extrémités, qu’il fallait recourber afin de les attacher aux

pôles

de

l’appareil voltaïque,

n’eussent sur

l’aiguille,

à

cause de leur

éloignement,

qu’une action si faible

qu’elle

pùt être

impunément négligée » (’).

l,aplace

montra qu’on

pouvait

rendre compte des observations de Biot et Savart en admettant qu’un élément exerce sur un

pôle

une fiorce inversement proportionnelle au carré de la distance

(ME,I, p. ~ 13j.

Biot déduisit ensuite de ses

expériences

sur les fils

obliques

« que l’action de chaque élément u du fil

oblique

sur chaque molé-

cule m de

magnétisme

austral ou boréal est

réciproque

au carré de

sa distance p. m à cette molécule et

proportionnelle

au sinus de

l’angle

n?,3’I formé par la distance p.1n avec la longueur du fil ».

(1~E, 1, p. 117.)

3. Dans un Mérnoire sur l’application du calcul aux phénomènes élect1’.odynamiques, lu à l’Académie des Sciences, le 3 février 1823,

F. Savary démontre que, de l’absence d’action d’un aimant fermé (~) BIOT, PJ’écis élémentaire de Physique, 3e édit. (ME.,1, p. 86.)

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019000090015000

(3)

(Expérience

de

Gay-Lussac

et

Welter)

ou d’une hélice fermée parcourue par iin courant, on peut déduire, entre les deux constantes

de la 1°>riiiiile :

donnée par

Ampère

pour représenter l’action de deux élément,s de courant, la relation n + 1 ~ o,

laquelle, jointe

à

l’égalité n -

1 + 2h = o,

déjà

établie par Ampère, et à la condition que h doit

être

négatif,

détermine sans

ambiguïté

les valeurs n ~ 2, lr

~. - 1 -

Savary calcule alors l’action d’un

cylindre électrodynamique (solé-

noïde

rectiligne)

sur un élément de courant; si le

cylindre

est assez

long,

Faction se réduit à une force appliquée à l’élément dz, et dont

la valeur est sinvclz ’M E] l, p . 3~~~.).

la a va eur valeur est est Ï.2 >

(Mi,

( " 1, p. p. 351t).d~ l .

Dans une Note relative au lnémoiye de M. ~S’avary,

Ampère

observe que,

malgré

la ressemblance des formules de Biot et de

Savary (que

l’on confond

généralement aujourd’hui

sous le nom (lue

loi de Laplace), « la formule de M. Biot... n’est

plus

d’accord avec

les calculs de M.

Savary

que pour la valeur et la direction de la force ;

elle en difl’ère relativement au

point

l’on doit concevoir que cette force est

appliquée.

Cette différence en

produit

une dans la valeur

du moment de la rotation imprimée à un aimant par un élément de courant

électrique

autour d’un axe

quelconque ;

mais elle n’influe en

rien sur celle du moment total

produit

par la réunion de tous les éléments d’un circuit solide fermé, parce que les termes

qui

en

résultent

disparaissent

des

intégrales

définies par lesquelles cette

dernière valeur est exprimée. »

(M E, 1,

p. 383.)

Ampère

est revenu avec détails sur ce point dans son

grand

Mémoire sur la théorie raathématique des ~hénov~~ènes électr~odJna- miques uniquement déduite de l’expérience.

L’expression

de la véri-

table force élémentaire avait, à ses yeux, une

grande

importance ; aussi, après avoir observé que

l’expérience

de Biot, portant sur un circuit fermé, ne peut nous apprendre si le point

d’application

des

forces est le pôle ou l’élément, entre-t-il dans d’autres considérations.

L’expérience

de

Faraday,

sur la rotation d’une

portion

de fil conduc-

teur autour d’un aimant, montre que la force est

appliquée

au con- ducteur ; si l’on admet que l’action soit

égale

et opposée à la réaction,

(4)

Ja réaction d’un conducteur snr un pôle ne passe pas par le pôle.

« Mais,

ajoute Ampère, plusieurs physiciens imaginèrent

alors de

supposer que, dans l’action mutuelle d’un élément AB de fil conduc- teur et d’une molécule

magnétique

M, l’action et la réaction,

quoique égales

et

dirigées

en sens contraires, ne l’étaient pas suivant une même droite, mais suivant deux droites

parallèles.

»

(ME,

II, ~136. )

Les

objections qu’adresse Ampère

à cette manière de voir ne peuvent

l’empêcher

de reconnaitre que, dans les trois

hypothèses,

l’action

d’un circuit fermé est la même (p. 139).

4.

Cependant Ampère

considérait comme si nécessaire

l’égalité

de

l’action et de la réaction

qu’outre

les

objections

de

principe

opposées

à

l’hypothèse

contraire il a cru trouver dans

l’expérience

une preuve de cette

égalité.

Dans le

dispositif

de Faraday, un aimant vertical flottant sur du mercure tourne autour d’une portion de courant éga-

lement verticale, on sait que la rotation se

produit

aussi bien

quand

on recouvre l’aimant d’un vernis isolant que

quand

on laisse le cou- rant le traverser. Ampère conclut de

« qu’il

n’y a pas d’action exercée sur l’aimant par les

portions

de courants

qui

le traversent

quand

il n’est pas revêtu d’une

enveloppe

isolante,

puisque

le mouve-

ment

qui

a lieu dans ce cas reste le même, lorsqu’on

empêche

les cou-

rants de traverser l’aimant, en le renfermant dans cette

enveloppe.

» (ME, II,

p. l~,11.)

La seule conclusion

légitime,

c’est qu’en

supprimant

les courants

qui

passaient dans la masse de l’aimant on substitue à l’action

qu’ils pouvaient

exercer une action

égale ;

mais on ne prouve pas que cette action n’ait pas existé. Pour que cette preuve fût donnée, il faudrait

que le seul

changement

fût la

disparition

des portions du courant situées à l’intérieur de l’aimant.

5. Si l’on veut reconnaître le bien fondé de la

légère critique

que

j’adresse

à un raisonnement

d’Ampère,

on tiendra pour établi que toutes les actions exercées par un courant sur un aimant peuvent se

calculer au moins de deux façons,

qui

conduisent exactement au

même résultat quand le courant est fermé.

Mais ces deux méthodes n’attribuent pas le même rôle à une partie

déterminée du circuit; on pourra ainsi être conduit à des formes de

langage

très distinctes. Biot attribuait la rotation

électromagnétique rappelée plus

haut à l’action du courant central sur le

pôle

voisin ;

Ampère,

au contraire, faisait intervenir les courants

qui

passent dans

le mercure. Dans les livres modernes, on fait

dépendre

la rotation de

(5)

la section des

lignes

de force de l’aimant par le circuit conducteur.

Dans un mémoire récent, M. E.

Lecher (t)

observe qu’en

adoptant

cette manière de voir, si l’aimant est animé d’un mouvement de

révolution autour du fil central, les éléments de ce fil ne jouent aucun rôle,

puisqu’ils

sont toujours rencontrés par les mêmes

lignes

de

force. Il en conclut que

l’explication

de Biot est insoutenable. Ce

qu’on peut dire seulement, à mon avis, c’est que, si l’on calcule la force exercée par un

pôle

sur un élément de courant, en

exprimant

que le travail de cette force est

proportionnel

au flux coupé par l’élé- ment dans son

déplacement

et

qu’ensuite

on adn1ette que la réac-

tion de l’élément sur le

pôle

soit une force

égale

et opposée à l’action,

on trouvera, en effet, que la force exercée par la

partie

verticale du courant est nulle

(2).

Mais ce procédé de calcul ne

s’impose

pas; tant

qu’il

ne

s’agit

que de déterminer l’action résultante d’un circuit fermé sur un

pôle,

la

loi élémentaire reste arbitraire en une certaine mesure et, suivant la forme

qu’on adoptera,

on pourra

toujours

considérer telle

partie

du

circuit que ron voudra comme fournissant le terme

prépondérant (3)

NOTE SUR LES SPECTRES DES DÉCHARGES OSCILLANTES ;

Par M. B. HASSELBERG.

Sous le titre ci-dessus, 1Bt. Hemsalech a

publié,

dans le numéro de

décembre 1899 du Journal de Physique

(4 ), quelques

recherches con- cernant certains

changements qui

se

produisent

dans les spectres

des métaux et des gaz par l’introduction d’une bobine de self-induc- tion dans le circuit d’une bouteille de

Leyde, placée

en dérivation d’un

appareil

d’induction de Ruhmkorff. Ces

changements

se manifestent

principalement

par une

simpliilcation

des spectres, de sorte que, d’un côté, les raies de l’air s’effacent

plus

ou moins

complètement,

de

(1) E. LECHER, Ueber einen expe¡’imentellen und theo~°etisehen T~°u,gschlzcss inde1’

Eleklricitdtslehr°e (Acccd. de Vienne, CVIII, 13 juillet 1899 ; Ann. de Wiedemann, t. LXIX, p. ’i81, décembre 1899). Voir plus bas, p. 166.

(‘’) On sait que cette méthode conduit précisément à la formule de Savary.

(3) J’ai développé, dans un article de l’Eclairage élecl1’ique, quelques observa-

tions relatives à des expériences instituées par M. Lecher, dans le but de confirmer

ses vues.

(4) J. de Phys., 3e série, t. VIII, p. 652; 1899.

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