Sur les variations que subit l'aimantation d'un barreau d'acier quand on fait varier sa température

HAL Id: jpa-00237395

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Submitted on 1 Jan 1878

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Sur les variations que subit l’aimantation d’un barreau d’acier quand on fait varier sa température

J.-M. Gaugain

To cite this version:

J.-M. Gaugain. Sur les variations que subit l’aimantation d’un barreau d’acier quand on fait varier sa température. J. Phys. Theor. Appl., 1878, 7 (1), pp.186-190. �10.1051/jphystap:018780070018601�.

�jpa-00237395�

I86

glace

AB. Les deux faisceaux interférents

traversaient,

^{l’un la}

glace CD,

^{l’autre la}

glace

^C’D’.

Quand

^les

glaces

mobiles avaient été amenées

très-près

^{de la}

glace ^fixe,

^on introduisait entre AB et CD une goutte de dissol-

vant et entre AB et C’D’ ^une goutte de dissolution. On éclairait

avec la lumière solaire et l’on

réglait

^les

franges.

Pointant alors la lunette ^{sur une} raie connue, ^on

agissait

^{sur la} vis pour faire varier

l’épaisseur

des deux couches

liquides

que les

phénomènes capil-

laires maintenaient entre les

glaces.

^On

comptait

le nombre de

franges qui passaient

^{sous le fil} du réticule pour ^un

déplacement

donné de la vis. Cette

expérience

donne directement la différence

entre les indices de la dissolution et du

dissolvant,

^et

permet

^d’é- tudier la

dispersion

^des

liquides

^colorés.

Cette

méthode,

^d’une

application

moins facile que la

précé- dente,

^m’a

cependant

^{conduit à} des résultats semblables dans le

cas d’une solution de

permanganate

^de

potasse.

En

résumé,

^{toutes ces}

expériences,

^{exécutées au} laboratoire de M.

Mascart,

^{sont venues} confirmer les résultats obtenus

déjà

par MM. Le

Roux,

Christiansen et Kundt.

SUR LES VARIATIONS QUE SUBIT L’AIMANTATION D’UN BARREAU D’ACIER QUAND ON FAIT VARIER SA

TEMPÉRATURE;

PAR M. J.-M. GAUGAIN.

1.

Lorsqu’un

barreau d’acier ^a été aimante à une

température

^très-

élevée

(de 4000 à: 500°)

^et

qu’on

le laisse

refroidir,

^son

magné-

tisme ne s’abaisse pas

seulement,

^{mais il devient tout à fait}

^nul

^et

finit par

changer

^de

signe ;

^{de sorte} que, si le barreau ^{a été} aimanté à chaud dans ^un certain _sens, il se trouve aimanté en sens inverse

quand

^{il est revenu à la}

température

^ordinaire.

Alors,

^{si on} le chauffe de nouveau, le

magnétisme inverse, qui

^est

toujours

^assez

^faible,

s’anéantit et l’on voit

reparaître

^le

magnétisme primitif,

don t la valeur est

généralement plus

considérable.

Quand

le barreau se

refroidit,

^on obtient des

changements

^de

signe

^in-

verses ; ^ces interversions de

magnétisme peuvent

^être

reproduites

un

grand

nombre de fois ^sur le

mème barreau,

^sans

qu’il

^{soit né-}

cessaire de le réaimanter.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018780070018601

I87

Réciproquement

^{un barreau}

qui

^{a été aimanté à froid et que l’on}

porte

^{à une}

température

^élevée

peut présenter

^{à cette}

température

une aimantation inverse de celle

qu’il

^{a reçue à froid.}

J’ai constaté ces divers

changements

^de

signe

^{sur un}

très-grand

nombre de

barreaux,

^{les uns en} acier fondu de

Sheffield,

^{les autres}

en acier doux de la marque

Petin-Gaudet ;

^{les uns et les autres}

avaient été

préalablement

^{chauffés un}

grand

nombre de fois au

rouge-cerise et jamais

^aucun d’eux n’avait été

trempé.

2. Pour

expliquer

les fails que

je

^viens

d’exposer, je

suppose que les barreaux

qui présentent

^les

phénomènes

d’interversion dont il

s’agit

renferment à la fois deux couches de

magnétisme contraire , qui

^sont différenmnent modifiées par les variations de

température

que l’on fait subir ^au barreau. Cette

hypothèse

^m’a

conduit à exécuter des recherches assez étendues ^sur l’aimantation d’un

système

formé d’un tube d’acier et d’un noyau de ^{même mé-} tal

remplissant

le vide du

tube ; je

^vais

indiquer

^les

principaux

résultats

auxquels

^ces recherches m’ont conduit :

Si l’on

introduit,

^{à la}

tempér ature ordinaire,

^{dans un tube}

d’acier

aimanté,

^un _noyau

cylindrique

^{de même} métal àl’étatneutre

et

qu’on

retire celui-ci ^au bout de

quelques ^instants,

^{on le trouve}

faiblement aimanté dans le même sens que le tube. Mais

si, après

avoir

placé

^{le noyau}

cylindrique

^{dans le}

^tube,

^on échauffe le sys- tème avec une

lampe,

de manière à

porter

^sa

température

^{à 3oo’}

environ, qu’on

le laisse refroidir et

qu’après

le refroidissement

on

sépare

^{le tube du noyau, on trouve} que le tube ^a

perdu

^une

grande partie

^{de son} aimantation

primitive

^et que le noyau ^a

pris

une aimantation inverse.

On obtient des résultats tou t à fait

analogues

^{à ceux}

que je

^viens

d’indiquer lorsqu’on

introduit dans un tube

d’acier,

^{à l’état} neutre,

un noyau de ^même métal

aimanté ;

^{si l’on}

opère

^{à la}

température ordinaire,

^le

tube, lorsqu’on le sépare du noyau,

^{se trouve aimanté}

dans le même sens que

lui ; quand,

^au

contraire,

^on échauffe le sys-

tèine et

qu’on

^ne

sépare

le tube du noyau

qu’après

le refroidisse- ment, ^{on trouve} que le tube ^a

pris

l’aimantation inverse.

Pour que l’échauffement ^du svstème

développe

dans l’une de

ses

parties (tube

^ou

noyau)

^le

magnétisme

inverse dont il vient d’être

question,

il n’est pas

indispensable

que ^cette

partie

^{soit à}

I88

l’état neutre. Si les deux

parties

^sont aimantées dans le luême sens, mais

inégalement,

^et

qu’il

^{existe une} différence suffisante entre

leurs

aimantations,

^la

plus

faible de ces aimantations est inter- vertige

lorsqu’on

échauffe le

SJrSlème.

3. Maintenant considérons le ^cas où

le sJ’stènle

^est aimanté par le

procédé

d’Elias : si l’aimantation s’exécute à la

température

^ordi-

naire,

^{on trouve} que le tube ^et le noyau

séparés

l’un de l’autre

sont aimantés dans le même _{sens ;} c’est ^un fait que ^M. Jamin ^a constaté

(Coi7îl)tes ^rendus,

I5 février

1875).

On obtient encore

le même résultat

lorsqu’on

aimante le

système

^{à une}

température

élevée

(de

^{3000 à}

400°)

^et

qu’on sépare

le tube du noyau ^im- médiatement

après

l’aimantation

effectuée ;

^mais

quand, après

avoir aimanté le

systèm2e

^à

^chaud,

^{on laisse} refroidir le tube et le noyau ^{en contact} l’un avec

l’autre,

^on trouve,

lorsqu’on

^les

sépare après

le refroidissement

complet, qu’ils

^sont

généralement

^aimantés

en sens inverse l’un de l’autre : ce n’est que dans ^{un cas}

particu-

lier

qu’ils

^sont aimantés dans le même _{sens ;} le

signe

de l’aiman- tation varie avec

l’épaisseur

^du

^tube,

la force coercitive de l’acier

et l’intensité du courant dont on s’est servi pour

développer

^l’aiman-

tation.

J’ai exécuté une série

d’expériences

^sur des tubes dont les

épaisseurs étaient 1 4,1 2,3 4

^et 1 mm; ^{tous ces} tubes avaient IOmm de diamètre extérieur et environ 300mm de

longueur ;

ils avaient été tirés et

fabriqués,

ainsi que les noyaux

qui

^les

remplissent,

^avec

l’acier

qu’on

^{connaît dans le} commerce sous le noir d’acier doux Petin-Gaudet.

Le tableau suivant contient les résultats obtenus en

opérant

^sur

le tube de ¡mm.

Les nombres inscrits dans la colonne

marquée

¹

représentent

les intensités des courants dont

je

^me suis servi pour effectuer l’ai- mantation.

I89 Les lettres 1BI et M’

désignent respectivement

les valeurs des aimantations du noyau ^{et du} tube

lorsque

^{celles-ci sont mesurées}

immédiatemlent

après

l’aimantation

effectuée,

^avant le refroidisse-

ment.

Les lettres ⁷ⁿ et mL’

désignent respectivement

^les valeurs des ai- mantations du noyau ^et, du

tube,

^mesurées

après

le refroidissement du

système.

Je considère comme

positive

l’aimantation directe et comme

négative

l’ainiantation

inverse; j’appelle

aimantation clirecte celle

qui

^serait

communiquée

par le ^{courant à} la

température ordinaire,

soit ^au

tube,

^{soit au} _noyau.

A l’inspection

^du

^tableau,

^on voi t que le

magnétisme

^{7n du}

noyau ^inverse pour les ^courants faibles

3,5

^et

7,3

devient direct

quand

l’intensité du courant augmente ^et

qu’au

contraire l’aiman- tation in’ du

tube,

^{directe avec les courants}

3,5

^et

7,3,

^devient

inverse pour des ^courants d’intensité

plus grande.

Ces résultats peuvent ^être

regardés

^{comme la}

conséquence

^du

fait

plus simple

que

j’ai signalé

^{dans le numéro}

précédent.

^{Il ré-}

sulte,

^en

effet,

^du tableau ci-dessus

qu’avant

le refroidissement du

système

le noyau ^et le tube son t aimantés dans le même _sens, que l’aimantation initiale M’ du tube

l’emporte

^sur celle du noyau ^tant que le courant est faible et

qu’au

^contraire l’aimantation 81 du noyau

l’emporte

^sur celle du tube

lorsque

l’intensité du courant

dépasse

^une certaine limite.

D’après ^cela,

^{c’est le}

magnétisme

^du

noyau

qui

^{doit être} interverti

pendant

^le

refroidissement,

^{dans le}

cas des courants

faibles

^{et c’est au} contraire le

magnétisrne

^du

tube

qui

^doit subir l’interversion dans le ^cas des courants

plus énergi ques .

Quant

^aux

rapports

^de

grandeurs

différentes

qui

s’établissent

entre les deux aimantations M et

M’,

suivant que le ^{courant est}

plus

^{ou moins}

^intense,

^on peut ^{s’en rendre}

compte

^en partant ^{de ce}

principe posé

par ^81.

Jamin,

_{que le} ^courant

pénètre

^{à une}

profon-

deur d’autant

plus grande qu’il

^est

plus énergique.

Les

expériences

^{exécutées sur} les tubes

de 1 4,1 2 et 4

^{de milli-}

mètre m’ont donné des résultats tout à fait

analogues

^{à ceux} que

je

viens

d’exposer.

4.

Maintenant, lorsqu’on

^a

^aimanté,

^{à une}

température

^élevée

un

système

formé d’un tube et d’un noyau

d’acier,

^et

qu’on

^le

I90

laisse refroidir sans le

diviser,

^son aimantation subit

toujours, pendant

^le

refroidissement,

^une diminution

considérable ;

^{mai s}

quelquefois

^cette aimantation s’affaiblit sans cesser de rester di- recte, ^et

quelquefois

^elle

change

^de

signe après

^être devenue nulle.

Dans le

premier

^{cas un} réchauffement du

système

^ne

produit qu’une

recrudescence

d’aimantation ;

dans le second cas l’aimanta- tion est intervertie par le réchauffement ^et redevient directe à une

certaine

température.

^Les

^choses,

^{comme on le}

^voit,

^se

passent

absolument delà même manière que

lorsqu’on opère

^{sur un bar-}

reau

plein n° 1).

Or,

pour ^un

S)’stè17ze

^{formé d’un tube et de son noyau, on ne}

peut guère

douter que l’interversion ^du

magnétisme

^{ne soit due à l’ai-}

mantation inverse du

tube ;

^il

paraît

^donc

probabl’e

que, pour ^un barreau

plein,

^{la même} interversion est

également

^{due à la}

pré-

sence d’une couche de

magnétisme

inverse résidant dans une cer-

taine

partie

^{du barreau.}

5. Dans le cas d’un

SJÍstèlne

lès modifications que la chaleur fait

éprouver

^{soit au}

magnétisme

direct du noyau, soit ^au

magné-

tisme inverse du

tube, dépendent

^{de la}

température

^à

laquelle

^{a été}

développée l’aimantation ; lorsque

^cette

température

^est

comprise

entre 3ool et

400°,

le réchauffement du

systè7iie

augmente ^le

magnétisme

diiect du noyau ^{en même}

temps qu’il

diminue le ^ma-

gnétisme

inverse du tube. Ces deux modifications tendent l’une

et l’autre à

augmenter

l’aimantation du

système

^{et rendent}

compte

des résultats

indiqués

^{dans le numéro}

précédent.

PHOTOGRAPHIE DU SOLEIL;

PAR M. JANSSEN,

Directeur de l’Observatoire d’Astronomie physique ^{de Meudon.}

Jusqu’ici

^la

Photographie ^solaire,

considérée ^comme moyen de

description

de la surface de

l’astre,

^{est restée} très-inférieure à l’observation

optique

^{dans les}

grands

instruments.

En étudiant les conditions dans

lesquelles

^les

photographies

solaires étaient obtenues

jusqu’ici, j’ai

^{été conduit à} reconnaître que la ^cause

principale qui s’opposait

^{à la}

reproduction,

^{sur ces}