Sur la loi élémentaire de l'électromagnétisme

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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�

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

(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

^{où 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,

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, ^{oû 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 là}

« 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

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.