Collectif

“ Les échanges d’énergie entre les courants particulaires et le champ extérieur ou le mouvement d’ensemble des molécules, se font précisément par l’intermédiaire de la modification diamagnétique. Il est possible d’en déduire la loi de variation du paramagnétisme faible en raison inverse de la température absolue, due également à M. Curie. Le phénomène diamagnétique est d’ailleurs, dans tous les cas, le seul effet initial de l’établissement d’un champ magnétique extérieur. ”

“ Imaginons une niasse de gaz contenue dans un récipient fermé et soustraite à l’action de la pesanteur : les molécules se répartiront de manière que la densité du gaz soit la même en tous points, de même qu’en l’absence d’un champ magnétique extérieur les molécules d’un gaz magnétique tel que l’oxygène ont leurs axes répartis uniformément dans toutes les directions. Si l’on vient à créer le champ de gravitation, les molécules prendront une accélération dirigée vers le bas et, en l’absence de chocs mutuels, chaque molécule aura une vitesse plus grande en bas qu’en haut du récipient ”

“ Il est assez remarquable que le moment magnétique résultant de la molécule d’oxygène puisse être dû au courant particulaire d’un seul électron, le même résultat étant probable dans le cas du fer, dont l’aimantation maximum est, comme nous l’avons vu, du même ordre de grandeur que celle de l’oxygène. ”

“ La propriété d’un électron, conséquence immédiate des équations de Hertz, de produire un champ magnétique pendant son déplacement, permet d’envisager le courant de conduction comme dû à un transport d’électrons liés ou non aux atomes matériels suivant que le conducteur est électrolytique ou métallique. La théorie des métaux se développe à ce point de vue, toute pleine de promesses. ”

“ Aimant et circuit fixes. — Quand on fait varier l’intensité du courant dans une bobine fixe par rapport à un aimant, le moment magnétique des courants particulaires qui constituent celui-ci reste pratiquement invariable, et la bobine n’est le siège d’aucun autre phénomène d’induction que son induction propre. Le courant i qui la traverse doit donc fournir pour s’établir l’énergie (1/2) *L* (i^2) qui, en l’absence de l’aimant, serait consacrée tout entière à la production du champ magnétique qui accompagne le courant. ”

“ Mais il ne faut pas perdre de vue que l’autre système, courant ou aimant, absorbe une énergie égale provenant du champ magnétique total. Dons le cas d’un courant ordinaire cette énergie modifie la pile et dans le cas d’un aimant elle augmente l’énergie cinétique ou potentielle des électrons en mouvement dans les courants particulaires. ”

“ Les vitesses absolues des électrons sont seules modifiées, et par suite l’intensité des courants particulaires, mais non leur forme. L’absence de modification dans la forme de l’orbite conduit à assimiler les courants particulaires à des courants indéformables où l’intensité seule peut changer et de résistance nulle si l’on néglige le très faible amortissement dû à la radiation qu’implique l’accélération centrale nécessaire pour maintenir l’électron sur son orbite. ”

“ De plus, si l’on admet que l’inertie des électrons est tout entière électromagnétique, la force vive de ceux-ci n’est autre chose que l’énergie de self-induction du circuit, et les échanges d’énergie avec l’extérieur correspondent simplement aux changements de cette énergie. Cette self-induction est relativement énorme, puisque les variations d’intensité du courant particulaire sont toujours très faibles dans les champs les plus’intenses. ”

“ VI. — LE PARAMAGNÉTISME ET LA LOI DE M. CURIE.
37. Considérons un corps faiblement magnétique à l’état gazeux, comme l’oxygène, par exemple, ses molécules ayant un moment magnétique non nul M et se déplaçant dans un champ magnétique uniforme H. Je me propose de calculer quelle sera sous l’influence d’orientation du champ H l’aimantation prise par le corps, c’est-à-dire le moment magnétique résultant des molécules contenues dans l’unité de volume après le réarrangement dont j’ai parlé plus haut (16) . ”

“ Les courants particulaires dus aux autres électrons présents dans la molécule se neutralisant mutuellement comme dans un corps purement diamagnétique, il en résulte que, dans les molécules magnétiques, un ou tout au plus quelques électrons se distinguent nettement du reste et contribuent seuls à donner les propriétés magnétiques, tandis que tous les électrons coopèrent pour le diamagnétisme simultané. ”

“ Supposons à l’intérieur de la molécule des électrons en mouvement suivant des orbites fermées, assimilables au point de vue du champ magnétique produit à distance à des courants fermés circulant le long de ces orbites. Il n’est peut-être pas inutile de rappeler comment la production d’un champ magnétique par une particule électrisée, en mouvement par rapport à l’éther, est une conséquence nécessaire des équations de Hertz. ”

“ Si les molécules n’ont pas d’énergie potentielle relative d’orientation, comme dans le cas d’un gaz et vraisemblablement d’un liquide, pour maintenir le milieu à température constante, il faudra lui fournir, sous forme de chaleur, à chaque instant l’énergie —H*dM. Dans le cas d’un solide où les molécules ont une énergie potentielle d’orientation, cette chaleur ne sera fournie au total que dans le cas d’un cycle fermé (33) . Dans le premier cas, les principes de la Thermodynamique permettent de retrouver en partant de ce dégagement de chaleur la loi établie expérimentalement par M. Curie. ”

“ Certaines molécules auront leur force vive augmentée, d’autres diminuée, c’est-a-dire que l’équilibre thermique sera troublé et les chocs ultérieurs auront pour effet de produire un réarrangement qui égalisera les énergies cinétiques moyennes dans toutes les orientations et fera apparaître un moment paramagnétique d’en-semble. ”

“ Cherchons à calculer la dépense d’énergie nécessaire pour produire la modification diamagnétique en nous plaçant par exemple dans le cas d’une molécule immobile pendant l’établissement du champ magnétique H. La force magnétique, perpendiculaire au déplacement, ne donne aucun travail ; la force électrique Ex, Ey, Ez, donne pour un déplacement dx, dy, dz sur l’orbite le travail
e* (Ex*dx + Ey*dy + Ez*dz) . ”

“ Nous supposerons de plus que les électrons considérés présents dans une même molécule sont soumis, en dehors des forces exercées par les champs extérieurs, aux forces X, Y, Z dues aux actions intérieures à la molécule et déterminées par sa configuration. Nous désignerons comme plus haut par abc les coordonnées du centre de gravité d’une semblable molécule. On a évidemment, en raison de la répartition uniforme des molécules dans l’élément de volume,
Sigma (a) = Sigma (b) = Sigma (c) = 0, Sigma (a*b) = Sigma (b*c) = Sigma (c*a) = 0. ”

“ Dans tous les cas, il suffit que cette énergie de rotation soit proportionnelle à la température absolue pour que la théorie subsiste. Le coefficient r seul devra être modifié. Toutes les substances magnétiques assez peu denses pour que les actions mutuelles entre molécules soient négligeables, comme les solutions étendues de sels ferriques, par exemple, devront avoir des courbes d’aimantation exactement semblables. Nous allons voir qu’il faudrait des champs extrêmement intenses pour atteindre, dans le cas des gaz, la région nettement incurvée de cette courbe. ”

“ La faiblesse relative de ce changement permet, dans tous les cas expérimentaux du paramagnétisme, de considérer que, en première approximation an moins, le déplacement relatif des courants particulaires s’effectue à intensité constante. Ceci a lieu en raison de leur énorme self-induction si l’inertie est tout entière électromagnétique. On peut alors ramener les actions mutuelles d’aimants ou de courants au cas particulièrement simple du déplacement de circuits à intensité constante. ”

“ M. Lorentz a montré comment la théorie des électrons permet de prévoir le phénomène de Zeeman dans le cas où le corpuscule qui crée un courant particulaire gravite autour d’un centre qui l’attire proportionnellement à la distance, c’est-à-dire dans le cas où le système possède une période indépendante des conditions initiales du mouvement. M. Larmor, sous cette même restriction d’un système possédant des périodes indépendantes des conditions initiales, a obtenu l’effet Zeeman pour tin ensemble d’électrons tous identiques. ”

“ La tâche s’impose aujourd’hui de suivre aussi loin que possible la voie si brillamment ouverte et d’éprouver la puissance de représentation des notions nouvelles, pour arriver à les démontrer nécessaires, quoique encore insuffisantes ou insuffisamment précisées. ”

“ Dans le cas opposé où la molécule est supposée immobile et où l’on établit le champ, le travail nécessaire à la modification des courants particulaires est fourni par les forces électriques d’induction que produit l’établissement du champ, conformément aux équations de Hertz, : forces que J.-J. Thomson ne fait pas intervenir et dont M. Voigt tient compte de manière incomplète. ”

“ L’accroissement de cette énergie potentielle est emprunté initialement à l’énergie cinétique de rotation des molécules, exactement comme l’énergie potentielle de gravitation des molécules d’un gaz pesant est empruntée quand elles s’élèvent à leur énergie cinétique de translation ”

“ L’expression entre parenthèses est nulle en même temps que a, proportionnel à H, et tend vers l’unité quand a augmente indéfiniment, l’intensité d’aimantation tendant alors vers la valeur maximum I (0) = MN qui correspond à la saturation, à l’orientation parallèle au champ de tous les aimants moléculaires. Pour atteindre une fraction donnée de la saturation, c’est-à-dire pour donner à a une valeur déterminée, il faudra une intensité de champ H proportionnelle à la température absolue d’après la définition de a. ”

“ Comme les e/m sont différents, Mz peut varier bien que Lz reste constant : la molécule en rotation peut entraîner avec elle son axe magnétique. Soient X, Y, Z les composantes de la force qu’exercent sur un électron intérieur à la molécule les autres électrons qui constituent celle-ci, tout champ extérieur étant supposé absent. ”

“ Il est remarquable que cette conception de Weber pour l’explication du diamagnétisme impliquait, de manière assez indirecte il est vrai, la nature électromagnétique de l’inertie. La self-induction apparente, d’origine cinétique, se confond alors avec la self-induction vraie, de nature magnétique, et l’on a
L = L’= [4* (Pi^2) * (r^2) *m] / (e^2) .
19. Il est facile de montrer que la modification diamagnétique ne correspond qu’à un changement insignifiant dans le moment magnétique du courant particulaire. ”

“ La condition de lenteur dans l’établissement du champ, toujours réalisée d’ailleurs dans les mesures de constantes magnétiques, devient superflue si l’on envisage simultanément un grand nombre de molécules où se trouvent des électrons occupant au même instant toutes les positions possibles sur les orbites correspondantes. ”

“ Pour calculer la dérivée du flux de force électrique, cherchons la variation de ce flux quand la particule se déplace pendant le temps de la quantité Le nouveau flux produit par à travers est égal à celui produit par à travers la circonférence égale à et distante de celle-ci de Or la différence des flux produits par à travers les deux cercles, est, par application du théorème de Gauss, égale au flux produit à travers la couronne cylindrique qui forme avec les cercles une surface fermée ne contenant aucune charge à son intérieur. ”

“ Comme le moment magnétique du courant particulaire, son intensité moyenne (égale à e/tau puisque chaque région de l’orbite est traversée une fois pendant la durée de révolution tau par la charge e) varie très peu pendant l’établissement des champs magnétiques extérieurs que nous savons produire. ”

“ La valeur prise pour le champ électrique en suppose que ce champ n’est pas modifié par suite du mouvement, ce qui reste sensiblement exact tant que la vitesse ne devient pas voisine de celle de la lumière ”

“ W. La portion W du travail (1/2) *L* (i^2) fourni par la bobine a été transmise, comme nous l’avons vu, aux courants particulaires par les forces électromotrices induites au moment de la variation du champ H. Par le même mécanisme cette énergie sera restituée quand on coupera le circuit et l’étincelle de rupture correspondra à toute l’énergie (1/2) *L* (i^2) . Le phénomène d’induction dans la bobine n’est modifié en aucune manière par la présence de l’aimant ; seulement la forme sous laquelle est emmagasinée l’énergie (1/2) *L* (i^2) se montre différente. ”

“ On s’explique ainsi la différence profonde entre les deux catégories de molécules, et pie le paramagnétisme, dès qu’il est possible, masque complètement le diamagnétisme, sans qu’il existe de transition entre les deux catégories : les constantes paramagnétiques expérimentales sont toutes très grandes par rapport aux constantes diamagnétiques. La dissymétrie du cylindre tournant existe ou n’existe pas.
10. Précisons d’abord ce que nous appellerons mouve-ment d’ensemble d’une molécule, translation ou rotation. ”