Oeuvres complètes. Tome XIX. Mécanique théorique et physique 1666-1695
(1937)–Christiaan Huygens–
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Traité de l'aimantGa naar voetnoot1).Il paroist par les experiences de la limaille de fer repandue sur du papier au dessous duquel l'on a mis un aiman qu'il y a quelque matiere qui coule a trauers et autour de cette pierre, car la disposition de la limaille marque le chemin de ce mouuement, et qu'elle en est ebranlée. Il paroit de mesme que cette matiere coule a trauers du fer qui touche un aiman ou qui en a esté touché. Je suppose touchant cette matiere que j'appelleray magnetique, qu'il s'en trouue partout parmy l'air et la matiere etherée, et qu'elle se meut auec grande rapidité et en tout sensGa naar voetnoot2), mais qu'elle s'amasse en plus grande quantité dans et autour l'aiman, a cause de certaine disposition qui se trouve dans les pores qui sont droits, et dont je conçois le dedans reuestu de particules oblongues, et couchees toutes d'un mesme costé, en sorte que les pores en sont comme herissez; par ce moyen ils laissent facilement passer la matiere magnetique d'un sens, et s'opposent a celle qui vient pour y passer de sens contraire, ce qui fait que cette matiere forme un tourbillon a trauers, et autour de l'aiman, et non pas ailleurs, parce qu'elle trouue dans l'aiman une route ou elle n'est point recoignee par de la matiere semblable qui vient du costé opposé comme partout ailleurs. Car il faut sçauoir que le mouuement en tourbillon se forme fort naturellement et facilement dans une matiere liquide qui va auec beaucoup de rapidité; sur tout si elle trouue en chemin quelque resistance: car conseruant autant qu'elle peut son mouuement, elle se met a tourner en elle mesme, et ainsi n'en donne point ou peu seulement a la matiere qui enferme le tourbillon. L'on peut remarquer quelque fois ce mouuement de l'air, quand on voit qu'il agite des corps legers en rond, on le voit aussi bien souuent dans l'eau des riuieres aupres des arches d'un pont, ou quand on agite l'eau par les rames. Mais ces tourbillons dans l'air et l'eau sont ronds simplement, celuy de l'aiman est d'une figure particuliere parce que la matiere magnetique apres auoir passè au trauers de la pierre en droites lignes, trouue une egale facilité a se repandre de tous costés autour d'elle et le chemin seroit plus long si elle s'en revenoit toute d'un seul costé pour rentrer par l'autre pole. | |
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Il paroist par ce que je viens de dire que je ne fais circuler la matiere magnetique a trauers l'aiman que d'un seul sens estant contre toute apparence de raison qu'elle puisse couler par deux mouvements contraires comme l'a supposé Mr. Descartes. car quand cela se pourroit faire ainsi en dedans de l'aiman, en supposant des canaux tournés en vis droites et gauches, ou herissez en des sens contraires, il arriueroit tousjours que les particules estant sorties hors de la pierre, se heurteroient et empescheroient ainsi leurs tourbillons contraires. Pour ne rien dire de la difficulté, ou mesme de l'impossibilité de la generation des canaux et parties canelées de la maniere qu'il a voulu l'expliquer. Il est euident par l'experience que le tourbillon de l'aiman s'estend bien loin en s'affoiblissant a mesure qu'il s'ecarte, et comme l'air ou l'éther resiste au mouuement de la matiere magnetique quand il en n'est plus grande affluence, que pour couler dans les interstices ou a trauers de ses pores il faudroit necessairement que ce tourbillon perdit peu a peu de son mouuement, s'il ne venoit continuellement de la nouuelle matiere se rendre au tourbillon auec son mouuement rapide qu'elle a. Je suppose donc cette recruë continuelle, et pour ce qui est de la grandeur des corpuscules de cette matiere, je les concois estre beaucoup plus petits que ceux de la matiere etheree (qui selon moy seruent a la propagation de la lumiere) parce qu'ils doiuent couler entre les interstices de ceux cy, et plus grands que ceux de la matiere subtile qui cause la pesanteur, et d'un mouuement moins viste, parce que l'experience fait voir que la pesanteur des corps quoique situés dans le tourbillon de l'aiman demeure tousjours la mesme. Or rien n'empesche de supposer ces differents degrez de grandeur vu la gradation possible a l'infini vers la petitesse. Il paroist aussi par les experiences de l'inclinaison des aiguilles aimantées dans les divers climats de la terre, qu'elle est penetrée de mesme que l'aiman de la matiere magnetique puisque ces aiguilles inclinent de mesme qu'estant approchées aux differens endroits d'un aimant formé en sphere. Ce passage si long a trauers la terre paroistra moins incroiable en conceuant tous les corps terrestres d'une contexture tres rare, comme je l'ay montré dans le traité de la lumiere, du moins il n'y a rien de si etrange en cela qu'en ce que Mr. Descartes a osé supposer que les parties canelées fissent tout ce trajet en tournant a trauers des escroües tres justes. Il faut donc conceuoir que la mesme raison qui determine la matiere magnetique aux petits tourbillons la determine aussi a ce grand tourbillon, estant probable que le corps de la Terre par dedans ait quelque affinité avec l'aiman ainsi que Gilbert l'a voulu. Selon quoy le dedans de la terre doit estre dur et solide, parce que la disposition des pores semblables a ceux qui sont dans l'aiman doit estre constante. Nous considererons donc la terre comme un grand aiman mais fort foible a ce que nous en pouuons voir, de mesme chaque morceau de fer apres auoir esté touché par l'aiman deuient comme un aiman luy-mesme, et pour cela il n'est pas necessaire de supposer des particules qui se herissent dans les pores du fer, mais seulement que les particules du fer se rangent en quelque façon pour donner un passage fort libre, plus que d'autres corps, a la matiere magnetique | |
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lors qu'elle y vient fondre auec force et en foule comme elle fait en circulant par l'aiman, car cette matiere circulant une fois a trauers le fer continuera la mesme route du moins pour longtemps, si elle n'est contrainte de tourner de sens contraire par l'aproche d'un aimant qui envoye la matiere du costé opposé. Voyons maintenant les effets et premierement ce qui regarde la direction qu'il prend a l'egard de la Terre ou d'autres aimans voisins. Il faut scauoir que le mouuement circulaire de la matiere d'un tourbillon estant tres rapide, si elle trouue en son chemin un autre aiman ou un fer aimanté elle prend si elle peut passage par ses pores d'autant qu'elle y coule plus librement que parmy les interstices et pores de l'air ou matiere etherée. Or si les pores de l'aiman ou fer qu'elle rencontre sont obliques au mouuement circulaire du tourbillon qu'elle constitue et qu'ainsi elle est detournee de son mouuement circulaire, elle fait effort naturellement pour abreger ce detour, et partant si l'aiman ou fer rencontré est libre au mouuement elle le dispose en sorte que les pores soient paralleles a son tourbillon.  [Fig. 238.]
Si donc l'aiman fixe est B [Fig. 238] et qu'un autre aiman ou fer A soit posé à son egard en sorte que les pores soient a peu pres paralleles au mouuement du tourbillon de B, il est clair par ce quivient d'estre dit que ces pores s'accommoderont entierement a la direction du mouuement du tourbillon de B de sorte que si A est a costé de B les pores de l'une et de l'autre pierre deuiendront paralleles, mais herissez en des sens contraires. et alors les deux tourbillons seront unis pour la plus grande partie. Mais pour entendre pourquoy l'aiman EF estant situé a l'égard de l'aiman B comme dans la precedente figure, scauoir en sorte que ses pores soient presque de mesme sens que ceux de cet aiman, pourquoy disje l'aimant EF est contraint de tourner, jusqu'a ce que ses pores soient du sens contraire de ceux de B, il faut remarquer que la matiere magnetique de l'aiman B qui coule de C vers B trouuant en son chemin celle de l'aiman EF, qui coule de E vers F si [lisez: s'y] mesle en partie, et passe auec elle a trauers l'aiman EF, de F vers E et apres en estre sortie en continuant d'aller auec le tourbillon de cette pierre vers EG elle s'unit derechef en partie auec la matiere du tourbillon de l'aiman B laquelle va du mesme costé, et ainsi elles rentrent par le pole B de | |
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sorte que le chemin de la matiere magnetique va suiuant la ligne CHFEGKB d'ou vient qu'elle fait un effort continuel a redresser ce chemin, ce qui se fait en detournant le pole E vers G et F vers C. Il paroit au reste de la disposition de l'aiman A a l'egard de B qu'estant a costé l'un de l'autre leurs poles de mesme nom se trouuent situés a des costés opposez sçauoir si C est le pole boreal de B ou qui se tourne vers le nort quand l'aiman nage sur l'eau, D sera le pole boreal de A, et c'est la mesme chose si l'aiman A est suspendu directement au dessus de B, d'ou paroit la raison pourquoy un aiman estant coupé suivant l'axe sa moitié suspendue a un fil au dessus de l'autre moitié se tourne d'un demi tour et se tient arrestée apres. L'on pourroit demander icy pourquoy un morceau de fer ou mesme tout autre corps leger se trouuant dans le tourbillon d'un aiman, et auec la liberté de se pouuoir mouuoir, n'est point emporté du costé que coule la matiere du tourbillon, puisqu'elle va toute d'un costé, de mesme que l'air ou l'eau courante emporte les corps qui nagent dedans, a quoy je repons que la matiere magnetique n'est pas la seule qui entoure ce petit aiman ou morceau de fer, mais qu'il y a outre cela la matiere etherée et celle de l'air que je conçois composées de parties incomparablement plus grosses que la matiere magnetique, laquelle ne fait que les traverser, et couler par leurs interstices sans auoir la force de les chasser de leur place; et ainsi ce morceau de fer ou de bois est retenu dans sa place par les corpuscules qui l'enuironnent, lesquels sont poussez auec mesme force que ce corps et auroient la mesme raison d'estre emportés. Mais l'action de la matiere magnetique peut donner a une aiguille qui nage sur l'eau la direction conuenable et particuliere pour cette aiguille sans pouuoir rien faire sur les corpuscules de l'eau, et autres qui l'enuironnent.  [Fig. 239.]
Voyons ensuite ce qui regarde cette simpathie, et antipathie apparente de l'aiman auec un autre aiman ou auec le fer, et premierement pourquoy les poles de mesme nom estant approchez, lesaimants se chassent l'un l'autre [Fig. 239]. J'appelleray l'un des poles entrant et l'autre sortant, suiuant la supposition que la matiere magnetique entre par l'un, et sort par l'autre. Il y a donc icy deux cas a considerer, l'un quand les poles sortans de 2 aimans sont approchez, l'autre quand ce sont les 2 poles entrants. Dans le premier il est manifeste que les deux tourbillons s'empeschent l'un l'autre, ce qui fait que pour conseruer la rondeur de leur mouuement ils se reculent tous deux et contraignent ainsi chacun son aiman a reculer aussi, | |
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parce qu'ils ne peuuent demeurer estant pressez par la matiere qui est contrainte et resserrée dans son cours; et cecy est fort naturel et se confirme tout a fait par l'experience de la limaille. Que si les deux poles entrants sont approchez qui est l'autre cas, il paroit derechef que la matiere magnetique bien loin de couler d'un aiman a l'autre doit aller l'une deça l'autre dela pour y entrer en suiuant son tourbillon ensorte que les tourbillons demeurants comme ils sont, s'efforcent ainsi que dans le premier cas de rendre leur mouuement libre, et partant poussent chacun leur pierre pour rendre le passage entre deux plus ouuert. Il reste a expliquer la cause de l'attraction, et pourquoy l'aiman n'attire aucun autre corps que celuy du fer ou un autre aiman. Il faut aussi considerer derechef cette force dont j'ay deja parlé qu'ont les tourbillons a rendre leur mouuement circulaire, ou autant approchant qu'il est possible. Et que de plus ces tourbillons tendent a se ramasser dans le moins d'espace qu'il leur est possible, parce que par la ils ont le mouuement plus libre, et le continuent plus aisement, estant entourez d'autre matiere qui ne circule point, pour auoir d'autant moins d'autres corps a trauerser qui y donnent obstacle.  [Fig. 240 et 241.]
Il faut encore considerer que lors qu'un aiman approche d'un autre aiman ou d'un fer, desquels les pores sont dans la direction du mouuement de son tourbillon, la matiere magnetique de son tourbillon la plus agitée, et plus en foule telle que doit estre celle qui tourne le plus pres de la pierre, se suit l'une l'autre pour passer a trauers cet autre aiman ou fer, ou elle a un passage plus aisé, qu'a trauers la matiere etherée ou l'air, de sorte qu'elle se détourne par la de la première route de ses circulations, et forme des ouales plus estendues qu'elles n'estoient, et quelquefois difformes comm'on voit dans les figures suiuantes [Fig. 240 et 241]. Or comme le tourbillon estant fort rapide entre ces deux corps, tend a s'arrondir, et a se rapetisser et que cela ne se peut qu'en s'approchant ou faisant approcher le fer ou un autre aiman, il faut necessairement que celuy qui est en liberté s'approche de l'autre. | |
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 [Fig. 242.]
L'on peut remarquer un effet assez semblable a cettuy cy en versant du vif argent sur une table bien unie, et horizontale. car en separant des parties de ce metal liquide larges d'un pouce, ou demy, l'on verra qu'elles se mettront en rond, et si on les defigure exprez, comme en A et B [Fig. 242] les parties extuberantes rentreront d'elles mesmes dans le reste du corps comme estant attirées. Que si l'on recherche la raison de cet effet, on verra qu'il est a peu pres semblable a l'attraction de l'aiman, car il est certain que l'arrondissement de ces parties du vif argent, non plus que des goutes d'eau n'est point causee par la pression dehors de l'air ou de quelqu'autre matiere, parce que cela est contre les loix de la Mechanique, car la pression qui vient de la pesanteur d'un corps ne peut auoir effet si par la ce corps ne descend en quelque façon, ce qui n'arriue point icy par l'arrondissement de la goutte pressée, et si cela estoit la mesme pression arrondiroit aussi un morceau de quelque paste fort molle. Il faut donc que l'arrondissement des goutes, et de ce mercure vienne de quelque mouuement interne, qui apparemment est celuy d'une matiere subtile, qui entrant dans ces parties y circule dedans tantost en un sens tantost en un autre et pour auoir ce mouuement plus libre, pousse la goute a se mettre en rond. Ainsi donc que cette matiere unit et arrondit autant qu'il est possible le corps, dans lequel elle circule, de mesme la matiere magnetique fait effort pour approcher entre eux l'aiman et le fer, a trauers desquels elle etend son tourbillon, il y a seulement cette difference qu'une goute de vif argent n'est attirée d'une autre goute que lors qu'elle vient a y toucher, et que l'aiman attire a quelque distance, ce qui vient de la differente maniere des circulations; car le tourbillon des goutes, comme il n'est determiné par aucune disposition de pores fixes, il demeure auec tout son mouuement au dedans de la goute au lieu que celuy de l'aiman a raison des pores droits qui trauersent la pierre ne peut circuler autrement qu'en passant du dedans au dehors. Il se voit encore une attraction pareille quand on fait filer du sirop, car mesme nonobstant la pesanteur l'on voit que ses fils retournent en haut pour arrondir autant qu'il se peut la goute dont ils sont sortis. Il paroit assez de ce qui a esté dit pourquoy le seul aiman et le fer sont attirez par l'aiman et non pas d'autres corps, parce que le passage a trauers ces corps n'estant pas plus libre a la matiere magnetique, qu'a trauers l'air ou l'ether, elle ne se detourne aucunement de sa premiere route pour y aller passer et partant elle ne doit faire aucun effort pour reformer ou rappetisser son tourbillon qui demeure comme il estoit. Pour la grande force qu'on remarque a quelques aimans il ne faut pas la trouuer estrange vû la rapidité des tourbillons, dont plusieurs centaines de circulations se peuuent faire dans un battement d'artere. | |
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Et quant a l'augmentation notable de la force qu'acquiert un aiman armé de fer elle vient de ce que la matiere du tourbillon coule auec beaucoup plus de vitesse car trouuant un passage plus ouuert a trauers les pores disposez du fer, qu'a travers l'air elle vient fondre presque toute du costé de l'armure, sur tout quand on applique un fer aux deux parties auancées a trauers lequel et l'aiman cette matiere coule auec beaucoup plus de vitesse qu'elle ne fait autrement a trauers l'aiman et l'air; non pas que la mesme matiere augmente sa vitesse d'elle mesme, car cela ne se peut, mais que la matiere qui entre de nouueau dans le tourbillon conserue mieux la grande vitesse qu'elle a pour n'estre point retardée par l'air. Et il faut noter que les pattes de l'armure seruent auec le fer qu'on leur applique a arrondir le tourbillon, ce qui se fait encore mieux quand les parties de ces pattes qui sont appliquées contreles poles de l'aiman sont un peu gresses. Comme l'on a trouué en effet depuis peu par experience que l'armure estant faite de cette maniere donne encore plus de force a l'aiman qu'autrement, il pourroit sembler qu'en appliquant l'aiman non armé contre un fer parallele a son axe la matiere magnetique circuleroit de mesme a trauers l'aiman, et a trauers le fer, et qu'ainsi l'attraction deuroit estre forte comme de la pierre armée, mais l'on verra qu'il y a grande difference de
 [Fig. 243.]
l'un a l'autre si l'on considere que les pores de la pierre sont tous paralleles au fer et qu'estans ainsi, il faut que la matiere magnetique sortie par le pole de l'aiman, trauerse un espace d'air deuant que pouuoir entrer dans le fer et de mesme quand elle est sortie du fer pour entrer par l'autre pole [Fig. 243]. Or l'air comme il a esté dit souuent empesche, et retarde le mouuement de la matiere magnetique. Je crois que de ce qui a esté expliqué jusqu'icy l'on peut facilement deduire les raisons de tous les autres phenomenes de l'aiman. Par exemple que la vertu tant d'attraction que de direction n'est empécheë par l'interposition d'aucun corps entre l'aiman et le fer, si ce n'est du fer mesme. Car ce n'est pas que ces corps ne fassent quelque obstacle a l'action de l'aiman, mais ils n'en font pas plus que l'air ou la matiere etherée qui nous sont invisibles et qui pour cela sont censées communement n'estre rien. Il est encore aisé d'expliquer tout ce qui arriue lorsqu'on aimante une aiguille ou autre fer en le passant sur un des poles de l'aiman, ou il n'y a qu'a considerer la situation que la matiere du tourbillon doit donner aux particules hérissées du fer suiuant qu'elle y prend son cours. | |
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De plus, pourquoy ny boule, ny anneau ny gros, et court marteau de fer ne font aucun effet visible pour auoir esté frottez a l'aiman, car la raison est que la matiere magnetique trouuer [sic] dans ces formes de corps à circuler sans en sortir. Enfin pourquoi une verge longue de fer [Fig. 244] estant aimantee fait plus d'un tourbillon dans sa longueur comme il paroit en mettant dessus une feuille de papier auec de la limaille; car c'est que si la matiere magnetique couloit tout du long d'un bout a l'autre l'obstacle de l'air seroit trop grand pour la laisser passer hors la verge pour continuer le tourbillon, au lieu que faisant des tourbillons plus courts, le mouuement se conserue mieux pour approcher de la rondeur.  [Fig. 244.]
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