MAGNÉTISME

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Louis Néel

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Aimantation et hystérésis d'un corps ferromagnétique

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Désaimantation

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Métamagnétisme

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Le magnétisme est l'un des phénomènes qui a le plus frappé l'imagination de l'homme, au point que ce mot désigne aujourd'hui des réalités très diverses : il s'agit d'abord d'une science fort ancienne et néanmoins toujours d'actualité dont le champ d'application ne cesse de s'étendre ; ensuite, par extension, on parlera du magnétisme d'une personne attrayante et capable de dynamiser son entourage ; enfin, ce mot recouvre diverses pratiques parapsychologiques qui ne sont pas soumises à l'expérimentation scientifique et dont les acteurs sont appelés magnétiseurs, tandis que le terme de magnéticien est réservé aux scientifiques.

Seuls les aspects scientifiques et techniques du magnétisme de la matière condensée seront abordés dans cet article. En ce qui concerne le magnétisme terrestre et planétaire, on se reportera aux articles géomagnétisme et magnétosphères.

Thalès de Milet savait déjà, il y a plus de 2 500 ans, que la magnétite, ou pierre d'aimant, attire le fer et Pline l'Ancien savait aussi qu'elle peut, par influence, communiquer cette propriété attractive à un morceau de fer. On dit alors que celui-ci est aimanté.

L'application des aimants à la navigation, sous la forme de boussoles ou de compas, est sensiblement plus tardive : elle date des xie et xiie siècles de notre ère. Peter Peregrinus (Pierre Le Pèlerin de Maricourt), dans son Epistola... de Magnete – achevé probablement en 1269 – et, surtout, William Gilbert (1544-1603), dans son De Magnete... – publié en 1600 –, traitent de ces applications et développent ainsi les premières théories du magnétisme. Il faut cependant attendre Charles Augustin Coulomb (1736-1806) et sa célèbre série de sept mémoires (1785-1791) pour connaître les lois d'action des charges magnétiques en fonction de la distance, et Denis Poisson (1781-1840) pour amorcer la théorie des champs magnétiques.

Au cours du xixe

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Écrit par :

  • : docteur ès-sciences physiques, directeur de recherche au C.N.R.S.
  • : ingénieur I.S.E.P., docteur ès sciences, directeur de recherche au C.N.R.S.
  • : Prix Nobel de physique, professeur à l'Institut national polytechnique de Nancy et à l'université de Nancy

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Autres références

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MAGNÉTISME (notions de base)

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Le magnétisme est une importante propriété de nombreux systèmes physiques ; ses caractéristiques sont maintenant globalement comprises dans le cadre de la théorie des champs électromagnétiques. Comme c’est souvent le cas, on a su utiliser ce phénomène bien avant d’en élucider le mécanisme ; le développement historique de la boussole a précédé de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme-notions-de-base/#i_10413

PREMIÈRES ÉTUDES DU MAGNÉTISME

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AIMANTS

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BOUSSOLE

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COULOMB CHARLES AUGUSTIN (1736-1806)

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Dans le chapitre « Le physicien »  : […] Coulomb est surtout connu aujourd'hui pour ses travaux sur l'électricité et le magnétisme, qui marquèrent une étape majeure de l'histoire de ces deux sciences. Il s'efforça d'étendre la conception newtonienne des forces centrales attractives et répulsives aux domaines de l'électricité et du magnétisme. Il devenait alors nécessaire de remplacer les […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/charles-augustin-coulomb/#i_10413

COULOMB LOI DE

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Après avoir effectué des recherches sur les meilleures façons de fabriquer les aiguilles aimantées en 1777, le physicien français Charles Augustin de Coulomb développe la première théorie structurée du magnétisme en introduisant la notion de moment magnétique. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/loi-de-coulomb/#i_10413

DIAMAGNÉTISME

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ÉLECTRO-AIMANTS

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FARADAY MICHAEL (1791-1867)

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Dans le chapitre « Théorie unitaire de l'électricité et notion de champ »  : […] un problème : la tension n'était pas polaire, comme il l'avait admis en électrostatique. La ligne de force magnétique était une courbe fermée qui s'écartait de l'aimant pour y retourner. Faraday montra que toute matière était susceptible de conduire cette ligne de force ; il baptisa paramagnétiques les substances qui la conduisent bien, et […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/michael-faraday/#i_10413

GAUSS CARL FRIEDRICH (1777-1855)

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  • Pierre COSTABEL, 
  • Jean DIEUDONNÉ
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Dans le chapitre « Électricité et magnétisme »  : […] L'intérêt porté par Gauss au magnétisme, qui se manifeste en 1833 par un mémoire intitulé Intensitas vis magneticae terrestris, s'inscrit dans le souci de donner une définition rationnelle de la masse et de savoir s'il y a lieu de distinguer plusieurs types de masses. À partir de 1834, les recherches de Gauss dans ce genre de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/carl-friedrich-gauss/#i_10413

GAY-LUSSAC LOUIS JOSEPH (1778-1850)

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Physicien et chimiste français, né à Saint-Léonard-de-Noblat (Haute-Vienne) et mort à Paris. Entré à l'École polytechnique en 1797, Gay-Lussac est transféré deux ans plus tard à l'École des ponts et chaussées. Il devient assistant de Berthollet, puis démonstrateur d'Antoine François de Fourcroy à l'École polytechnique ; en 1810, il succède à ce […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/louis-joseph-gay-lussac/#i_10413

GRENATS

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INTERACTIONS (physique) - Électromagnétisme

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Dans le chapitre « Magnétisme »  : […] Le magnétisme est connu depuis la haute Antiquité, à travers des aimants permanents naturels de taille macroscopique extraits de gisements. Charles de Coulomb (1736-1806), à l'aide de sa « balance de torsion », conclut à une parenté saisissante avec l'électrostatique : deux espèces de « charges magnétiques », opposées, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-electromagnetisme/#i_10413

INTERACTIONS (physique) - Unification des forces

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  • Bernard PIRE
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Dans le chapitre « L'unification électromagnétique »  : […] forme quasi définitive. Désormais, les phénomènes électriques et magnétiques se comprenaient tous comme la propagation d'ondes se déplaçant à une vitesse dont la mesure révélait qu'elle était si proche de celle de la lumière que Maxwell en inféra que les phénomènes lumineux n'étaient rien d'autre que des oscillations d'un […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-unification-des-forces/#i_10413

JOSEPHSON MAGNÉTIQUE EFFET

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
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passage d'un électron à travers une couche mince isolante séparant deux supraconducteurs. Une version magnétique de ce phénomène a été démontrée théoriquement en 2006 par les physiciens Hans Mooji et Yuli V. Nazarov de l'université de Delft aux Pays-Bas. Connue sous le nom de « glissement de phase cohérent », elle vient d'être observée par l'équipe […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-josephson-magnetique/#i_10413

KAPITSA PIOTR LEONIDOVITCH

  • Écrit par 
  • Agnès LECOURTOIS
  •  • 510 mots
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Physicien russe né à Cronstadt, connu pour ses recherches sur le magnétisme et la physique des basses températures, qui devaient notamment le conduire à la découverte de la superfluidité de l'hélium II […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/kapitsa-p-l/#i_10413

KAPITSA PIOTR LEONIDOVITCH  - (repères chronologiques)

  • Écrit par 
  • Vladimir CHEVTCHENKO
  •  • 1 055 mots

En 1921, Kapitza est envoyé en mission scientifique auprès de Ernest Rutherford pour des recherches sur le magnétisme au laboratoire de Cavendish de l'université de Cambridge dont il devient le directeur adjoint de 1924 à 1932. De retour en U.R.S.S. (1934), il prend la direction de l'Institut des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/kapitza-p/#i_10413

KIRCHER ATHANASIUS (1602-1680)

  • Écrit par 
  • Sylvain MATTON
  •  • 3 543 mots

Dans le chapitre « Une œuvre monumentale »  : […] Bien que le magnétisme ait constitué un de ses plus anciens centres d'intérêt, ses publications sur cette question n'apportent guère d'éléments théoriques nouveaux par rapport à celles de W. Gilbert ou du jésuite N. Cabeo. Dans son principal ouvrage sur ce sujet, le Magnes sive de arte magnetica (1641, 2e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/athanasius-kircher/#i_10413

LANDAU LEV DAVIDOVITCH (1908-1968)

  • Écrit par 
  • Yakov SMORODINSKI
  •  • 2 076 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « L'œuvre scientifique et les publications »  : […] Cet homme éminent est parvenu à des résultats appréciables dans presque tous les domaines de la physique. Certains portent son nom, comme c'est le cas pour le diamagnétisme (op. cit. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lev-davidovitch-landau/#i_10413

LANGEVIN PAUL (1872-1946)

  • Écrit par 
  • Françoise BALIBAR
  •  • 1 354 mots

théorie quantique. Ses premiers travaux (sur l'ionisation des gaz) l'amènent à s'intéresser au problème de la nature microscopique du magnétisme. Il élabore un modèle dans lequel les électrons à l'intérieur des atomes décrivent des orbites fermées, conférant ainsi aux atomes des propriétés analogues à celles de petits aimants. Du fait de leur […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/paul-langevin/#i_10413

LANTHANE ET LANTHANIDES

  • Écrit par 
  • Concepcion CASCALES, 
  • Patrick MAESTRO, 
  • Pierre-Charles PORCHER, 
  • Regino SAEZ PUCHE
  •  • 11 273 mots
  •  • 21 médias

Dans le chapitre « Applications liées aux propriétés magnétiques »  : […] Si les matériaux à base de ferrite ou d'alliages Al-Ni-Co sont les plus connus, on a produit depuis les années 1960 des aimants permanents à base de terres rares, dont les propriétés magnétiques sont exceptionnelles, avec une température de Curie pouvant atteindre 700 0C. L'optimisation des formulations chimiques, résultat […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lanthane-et-lanthanides/#i_10413

MAGNÉTITE

  • Écrit par 
  • Yves GAUTIER
  •  • 1 152 mots
  •  • 1 média

la même manière, quelle que soit la direction d'incidence –, l'absence de clivage et le ferromagnétisme. Le ferromagnétisme de la magnétite est dû aux atomes de fer qu'elle contient. Ces derniers possédant chacun un moment magnétique électronique (appelé spin), ces moments magnétiques interagissent et tendent à s'aligner dans la même direction et […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetite/#i_10413

MAGNÉTOCHIMIE

  • Écrit par 
  • Jean HOARAU
  •  • 5 367 mots
  •  • 9 médias

L'ensemble de tels travaux, qui consistent dans un premier temps à rechercher les relations existant entre le magnétisme des composés et leur structure microscopique, ensuite à utiliser ces résultats pour résoudre les problèmes de structure les plus variés, a reçu le nom de magnétochimie […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetochimie/#i_10413

MAGNÉTOSTRICTION

  • Écrit par 
  • Georges BONNET
  •  • 1 488 mots
  •  • 4 médias

Les effets de la magnétostriction, légère déformation qui, dans un cristal ferromagnétique, accompagne une variation de l'aimantation, présentent une forte analogie avec ceux de l'électrostriction ou de la piézo-électricité […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetostriction/#i_10413

MÉTALLOGRAPHIE - Essais physiques

  • Écrit par 
  • Georges CIZERON
  •  • 7 348 mots
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Dans le chapitre « Résistivité »  : […] au cours desquels se développe la précipitation de composés définis intermétalliques, donnent lieu à des variations aisément mesurables de la résistivité (en particulier, en condition isotherme, les cinétiques de précipitation peuvent être déterminées). La figure c en donne un exemple dans le cas des alliages cuivre-béryllium à 2 p. 100 Be […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/metallographie-essais-physiques/#i_10413

MONOPÔLE MAGNÉTIQUE

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
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Depuis la découverte du magnétisme par l'ingénieur français Petrus Peregrinus de Maricourt, tous les objets magnétiques étudiés jusqu'à présent, qu'il s'agisse de notre Terre ou d'un simple barreau aimanté, du microscopique proton (10-12 mm) ou de l'électron pratiquement […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/monopole-magnetique/#i_10413

NANOPARTICULES

  • Écrit par 
  • Pierre-Gilles DE GENNES, 
  • Madeleine VEYSSIÉ
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  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Quelques effets de taille... »  : […] Autre domaine de la physique, le magnétisme permet d'apprécier la matière divisée. Dans une pièce de fer macroscopique, les aimants élémentaires forment souvent des arrangements complexes pour refermer les flux à l'intérieur du morceau. En revanche, une nanoparticule est toute simple : c'est un « […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nanoparticules/#i_10413

NÉEL LOUIS (1904-2000)

  • Écrit par 
  • Agnès LECOURTOIS
  •  • 292 mots
  •  • 1 média

Né le 22 novembre 1904 à Lyon, Louis Néel fut élève de l'École normale supérieure. Professeur à l'université de Strasbourg (1937), puis à l'université de Grenoble (1946), il devient directeur de l'Institut polytechnique de Grenoble en 1954 et du Centre d'études nucléaires de Grenoble en 1956. Il reçoit en 1970 le prix Nobel de physique pour ses […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/louis-neel/#i_10413

PALÉOMAGNÉTISME

  • Écrit par 
  • Jean-Pierre VALET
  •  • 5 031 mots
  •  • 9 médias

Le paléomagnétisme repose sur les concepts et théories du magnétisme des roches. Ces deux disciplines sont donc inséparables. Le magnétisme des roches nous enseigne notamment comment naissent les aimantations, comment et pourquoi elles peuvent demeurer stables à très long terme. Pour cela, il est indispensable de déterminer […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/paleomagnetisme/#i_10413

PÈLERIN DE MARICOURT PIERRE (XIIIe s.)

  • Écrit par 
  • Patricia RADELET DE GRAVE
  •  • 1 467 mots
  •  • 1 média

est un savant connu pour avoir rédigé une lettre dans laquelle il décrit les principales propriétés de l'aimant. Il y donne, à partir du peu de connaissance de son époque et de ses propres expériences et observations, les premières explications scientifiques de l’attraction et de la répulsion qu’exercent les aimants entre eux et sur le […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pelerin-de-maricourt-pierre-xiiie-s/#i_10413

PRESSIONS PHYSIQUE & CHIMIE DES HAUTES

  • Écrit par 
  • Bernard LE NEINDRE, 
  • Boris OKSENGORN, 
  • Jacques ROMAND, 
  • Boris VODAR
  •  • 5 491 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « Magnétisme »  : […] On étudie les interactions dans les systèmes magnétiques sous pression par des techniques de diffusion des neutrons, de résonance magnétique nucléaire, d'effet Mössbauer, ainsi que par la mesure de la magnétisation ou de la susceptibilité magnétique. Les températures de Néel et de Curie ainsi que la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-et-chimie-des-hautes-pressions/#i_10413

PROSPECTION MAGNÉTIQUE

  • Écrit par 
  • Bernard HOLTZMANN
  •  • 145 mots

Les possibilités de prospection magnétique des sites archéologiques reposent sur le fait qu'à différents types de vestiges enfouis correspondent des anomalies facilement repérables dans le champ magnétique. L'utilisation de certains instruments de mesure du magnétisme par des archéologues amateurs, voire par des pilleurs, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prospection-magnetique/#i_10413

RÉMANENCE, physique

  • Écrit par 
  • Viorel SERGIESCO
  •  • 485 mots

Phénomène lié à l'hystérésis de la réponse A d'un système par rapport au champ appliqué extérieur B. Si A dépend non seulement de la valeur actuelle de B, mais aussi de son « histoire » (systèmes à mémoire, phénomènes héréditaires), il y a hystérésis au sens suivant : en augmentant lentement B de zéro à Bm et en le réduisant […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/remanence/#i_10413

RÉSONANCE MAGNÉTIQUE

  • Écrit par 
  • Jacques COURTIEU, 
  • Maurice GOLDMAN
  •  • 7 306 mots
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La résonance magnétique est une technique de spectroscopie appliquée aux particules ou ensembles de particules atomiques ayant la propriété d'être de petits aimants comme les électrons et un certain nombre de noyaux atomiques (environ une centaine). On dit que ces particules possèdent un moment magnétique. Le principe de la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/resonance-magnetique/#i_10413

UNIFICATION DE L'ÉLECTRICITÉ ET DU MAGNÉTISME

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 171 mots
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Dans une expérience devenue historique, le Danois Hans Christian Œrsted (1777-1851) démontre en 1820 les rapports entre l'électricité et le magnétisme. Il « tend une portion rectiligne d'un fil parcouru par un courant au-dessus d'une aiguille aimantée » et observe […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/unification-de-l-electricite-et-du-magnetisme/#i_10413

VAN VLECK JOHN HASBROUCK (1899-1980)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 347 mots

Né le 13 mars 1899 à Middletown dans le Connecticut et mort le 27 octobre 1980 à Cambridge (Massachusetts), John Hasbrouck Van Vleck est fils et petit-fils de professeurs d'université. En 1922, après des études à l'université du Wisconsin, à Madison, il passe sa thèse à Harvard sur l'énergie de liaison de l'atome d'hélium […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/john-hasbrouck-van-vleck/#i_10413

WEISS PIERRE (1865-1940)

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 327 mots

pendant la Première Guerre mondiale, il aide à mettre au point l'analyse acoustique Cotton-Weiss qui permet de déterminer les positions de l'artillerie ennemie. En 1919, il fonde un institut de physique à l'université de Strasbourg, qui devient un grand centre de recherche magnétique. Il est élu membre de l'Académie des sciences, à Paris, en 1926 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pierre-weiss/#i_10413

ZEEMAN PIETER (1865-1943)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 412 mots

L’étude de l’influence du magnétisme sur les rayonnements lumineux doit beaucoup au génie de Michael Faraday qui, en 1845, découvrit la profonde liaison entre les phénomènes électriques, magnétiques et lumineux. La dernière expérience qu’il réalisa, en 1862, ne permit cependant pas de mettre en […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pieter-zeeman/#i_10413

Voir aussi

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Pour citer l’article

Damien GIGNOUX, Étienne de LACHEISSERIE, Louis NÉEL, « MAGNÉTISME », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 12 novembre 2018. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme/