MAGNÉTISME
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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 [...]
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Écrit par :
- Étienne de LACHEISSERIE : ingénieur I.S.E.P., docteur ès sciences, directeur de recherche au C.N.R.S.
- Louis NÉEL : Prix Nobel de physique, professeur à l'Institut national polytechnique de Nancy et à l'université de Nancy
- Damien GIGNOUX : docteur ès-sciences physiques, directeur de recherche au C.N.R.S.
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Autres références
« MAGNÉTISME » est également traité dans :
MAGNÉTISME (notions de base)
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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme-notions-de-base/#i_10413
PREMIÈRES ÉTUDES DU MAGNÉTISME
En 1600, l'Anglais William Gilbert (1544-1603), que ses contemporains appellent le « père de la philosophie magnétique », publie à Londres son De Magnete magnetecisque corporibus et magno magnete tellure. Quelque quatre cents ans après la propagation en Occident de la boussole inventée en Chine et trois cent […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/premieres-etudes-du-magnetisme/#i_10413
AIMANTS
Les aimants permanents sont des corps ferromagnétiques qui, une fois aimantés, conservent un certain état magnétique dont l'effet le plus sensible est d'attirer un morceau de fer. C'est en 1600 que paraît le premier ouvrage sur les aimants : De magnete . Son auteur, William Gilbert, essaya de créer des aimants artificiels, en utilisant le champ ma […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/aimants/#i_10413
BOUSSOLE
L'utilisation du magnétisme, qui permet d'orienter une aiguille aimantée, suit une évolution progressive imparfaitement connue : première mention d'une aiguille aimantée au ii e siècle avant notre ère, utilisation attestée du magnétisme vers le vi e siècle (géomancie ?), connaissance probable – entre le i er et le vi e siècle – du transfert des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/boussole/#i_10413
COULOMB CHARLES AUGUSTIN (1736-1806)
Dans le chapitre « Le physicien » : […] Après avoir reçu le prix de l'Académie en 1777, Coulomb vit adopter son compas magnétique suspendu à couple de torsion par l'Observatoire de Paris, qui lui demanda de résoudre les problèmes apparemment insolubles de la déclinaison magnétique des instruments. Il entreprit donc d'autres recherches sur la torsion et présenta en 1784 les résultats obt […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/charles-augustin-coulomb/#i_10413
COULOMB LOI DE
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. Dans une série de sept Mémoires publiés de 1785 à 1791, il décrit l'action à distance des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/loi-de-coulomb/#i_10413
DIAMAGNÉTISME
Les corps qui, contrairement aux substances dites magnétiques, possèdent une perméabilité magnétique μ (rapport entre le vecteur induction B et le vecteur champ H ) inférieure à celle du vide sont dits diamagnétiques. Les lignes de force d'un champ magnétique sont alors repoussées vers l'extérieur ; les points par lesquels pénètrent les lignes de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/diamagnetisme/#i_10413
DUPOUY GASTON (1900-1985)
Gaston Dupouy (Toulouse, 1900-Marmande, Lot-et-Garonne, 1985), physicien, directeur général honoraire du C.N.R.S., membre de l'Académie des sciences depuis 1950, a été le pionnier de la microscopie électronique à très haute tension. Gaston Dupouy est confronté très jeune aux difficultés matérielles de l'existence. C'est à cette époque que se forge […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/gaston-dupouy/#i_10413
ÉLECTRICITÉ - Histoire
Dans le chapitre « Les travaux de Pierre Curie » : […] Les conceptions de Pierre Curie sur la symétrie des phénomènes physiques devaient introduire la notion de prévision. Ce savant établit que le champ électrique est un vecteur polaire de même symétrie qu'un tronc de cône et que le champ magnétique est un vecteur axial avec la symétrie du cylindre tournant. Il énonce deux propriétés : – c'est la diss […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/electricite-histoire/#i_10413
ÉLECTRICITÉ - Lois et applications
Dans le chapitre « Les lois fondamentales » : […] Si une charge est au repos, elle crée dans l'espace la perturbation vectorielle champ électrostatique E , mais si elle est animée d'une vitesse constante, elle crée une perturbation supplémentaire : le vecteur champ magnétique B . Ainsi, un conducteur parcouru par un courant, produit un champ magnétique dû au mouvement des porteurs de charges, ma […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/electricite-lois-et-applications/#i_10413
ÉLECTRO-AIMANTS
Les électro-aimants sont des appareils destinés à produire un champ magnétique à partir d'une source d'énergie électrique. Ils comprennent des bobinages d'excitation parcourus par un courant électrique et peuvent comporter un circuit magnétique destiné à renforcer la valeur de l'induction ou à imposer une carte de champ particulière. Leur techno […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/electro-aimants/#i_10413
FARADAY MICHAEL (1791-1867)
Dans le chapitre « Théorie unitaire de l'électricité et notion de champ » : […] En 1838 et 1839, Faraday définit de façon radicalement nouvelle le courant électrique comme la vibration provoquée par les alternances rapides de tension dans les molécules des bons conducteurs. Les isolants sont alors des corps où la tension ne s'annihile pas facilement ; les conducteurs, selon cette théorie, sont inaptes à tolérer une forte tensi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/michael-faraday/#i_10413
GAUSS CARL FRIEDRICH (1777-1855)
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 questions sont insépa […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/carl-friedrich-gauss/#i_10413
GAY-LUSSAC LOUIS JOSEPH (1778-1850)
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 der […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/louis-joseph-gay-lussac/#i_10413
GRENATS
Dans le chapitre « Historique » : […] Quoique les grenats non magnétiques soient connus de l'homme depuis très longtemps, le premier grenat Y 3 Al 5 O 12 (YAG) – aussi non magnétique – a été synthétisé seulement en 1951 ; puis, en 1956, Bertaut et Forrat découvrirent le grenat magnétique Y 3 Fe 5 O 12 . Louis Néel expliqua le ferromagnétisme que l'on observe dans les divers grenats m […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/grenats/#i_10413
INTERACTIONS (physique) - Électromagnétisme
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, interagissant par des force […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-electromagnetisme/#i_10413
INTERACTIONS (physique) - Unification des forces
Dans le chapitre « L'unification électromagnétique » : […] Découvrir que la foudre, l'orientation des boussoles et les lois de l'optique procèdent d'une même force fondamentale nécessitait qu'un nombre considérable d'expériences, effectuées avec des moyens techniques de plus en plus perfectionnés, dégagent les lois auxquelles ces phénomènes obéissent. Dès la fin du xviii e siècle, les expériences de Benj […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interactions-physique-unification-des-forces/#i_10413
JOSEPHSON MAGNÉTIQUE EFFET
L' effet Josephson prédit en 1962 par le théoricien britannique Brian Josephson est un ingrédient essentiel de la technologie électronique : il quantifie le 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 M […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-josephson-magnetique/#i_10413
KAPITSA PIOTR LEONIDOVITCH
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. Après des études à l'Institut polytechnique de Petrograd (Saint-Pétersbourg), où il est lecteur jusqu'en 1921, Petr Leonidovitch Kapitsa se rend en […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/kapitsa-p-l/#i_10413
KAPITSA PIOTR LEONIDOVITCH - (repères chronologiques)
Physicien, membre correspondant de l'Académie des sciences de l'U.R.S.S. à partir de 1929, membre titulaire à partir de 1939, Piotr Leonidovitch Kapitza est né le 9 juillet 1894, à Kronstadt, d'un père ingénieur et d'une mère femme de lettres et pédagogue. Après des études au collège technique de Kronstadt (1912), Kapitza entre à l'Institut polyte […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/kapitsa-reperes-chronologiques/#i_10413
KIRCHER ATHANASIUS (1602-1680)
Dans le chapitre « Une œuvre monumentale » : […] Si Kircher (dont les traités étaient impatiemment attendus et les lettres humblement sollicitées, entre autres par le jeune Leibniz) fut considéré par ses contemporains comme un des plus brillants esprits de son siècle, une tradition instaurée par A. Erman (cf. Allgemeine Deutsche Biographie , 1882, s.v.) ne voulut plus, au contraire, voir en lui q […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/athanasius-kircher/#i_10413
LANDAU LEV DAVIDOVITCH (1908-1968)
Dans le chapitre « L'œuvre scientifique et les publications » : […] Lev Landau possédait, en matière de recherche, une étonnante intuition. Ses méthodes étaient très efficaces et d'une rare simplicité. Il utilisait un minimum d'appareil mathématique, même s'il n'hésitait pas à recourir à des modèles mathématiques complexes le cas échéant. Cet homme éminent est parvenu à des résultats appréciables dans presque tous […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lev-davidovitch-landau/#i_10413
LANGEVIN PAUL (1872-1946)
Physicien français né et mort à Paris. « J'ai grandi au lendemain de la guerre de 1870 entre un père républicain jusqu'au fond de l'âme et une mère dévouée jusqu'au sacrifice, au milieu de cet admirable peuple de Paris, dont je me suis toujours senti si profondément solidaire. Mon père qui avait dû, malgré lui, interrompre ses études à l'âge de dix […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/paul-langevin/#i_10413
LANTHANE ET LANTHANIDES
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 0 C. L'optimisation des formulations chimiques, résultat direct de la recherche, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lanthane-et-lanthanides/#i_10413
MAGNÉTITE
Oxyde de fer, la magnétite (du grec magnès , aimant) doit son nom à sa principale caractéristique : c'est un aimant naturel. La forme de ses cristaux permet également de la distinguer aisément, ceux-ci se présentant généralement en octaèdres, en dodécaèdres ou en rhomboèdres parfaits, dérivant d'un habitus cubique sous lequel on rencontre raremen […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetite/#i_10413
MAGNÉTOCHIMIE
Les propriétés magnétiques sont intimement liées à la structure de la matière, à l'échelle moléculaire, et l'on conçoit que l'étude de ces propriétés a pu jouer un grand rôle dans l'élaboration des théories modernes de l'atome (effet Zeeman, par exemple) et continue à rendre de grands services dans la recherche d'une meilleure connaissance des st […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetochimie/#i_10413
MAGNÉTOSTRICTION
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. Les déformations statiques de très faible valeur qu'elle crée sont amplifiées à l'aide de phénomènes de résonance mécanique e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetostriction/#i_10413
MÉTALLOGRAPHIE - Essais physiques
Dans le chapitre « Résistivité » : […] Les mesures de résistivité peuvent aussi être utilisées avec fruit pour déterminer les limites des domaines d'existence des phases dans les diagrammes d'équilibre. En effet, la résistivité varie de façon non linéaire avec la concentration dans les domaines monophasés, et de façon linéaire dans des domaines biphasés : la figure a illustre cette pro […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/metallographie-essais-physiques/#i_10413
MONOPÔLE MAGNÉTIQUE
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 ponctuel, sont caractérisés par deux pôles magnétiques, généralement appelés […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/monopole-magnetique/#i_10413
NANOPARTICULES
Dans le chapitre « Quelques effets de taille... » : […] L'optique est un domaine de choix pour illustrer la différence entre la matière massive et la matière divisée. En effet, les longueurs d'onde de la lumière, allant de 400 à 600 nm dans le visible, sont très petites à notre échelle, mais très grandes par rapport aux nanoparticules. L'apparence et la couleur des corps dépendent essentiellement de de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nanoparticules/#i_10413
NÉEL LOUIS (1904-2000)
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 tr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/louis-neel/#i_10413
PALÉOMAGNÉTISME
Comme son nom le suggère, le paléomagnétisme repose sur l’étude du champ magnétique ancien de la Terre. Cette discipline des sciences de la Terre a connu son plein essor à partir des années 1960. Elle a fortement contribué à démontrer l’expansion des fonds océaniques et, plus généralement, à la formulation de la théorie de la tectonique des plaqu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/paleomagnetisme/#i_10413
PÈLERIN DE MARICOURT PIERRE (XIIIe s.)
Ayant vécu au xiii e siècle, Pierre le Pèlerin de Maricourt, de son nom latin Petrus Perigrinus, 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 scient […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pelerin-de-maricourt-pierre-xiiie-s/#i_10413
PRESSIONS PHYSIQUE & CHIMIE DES HAUTES
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 magnétisation varient avec la pression. Ainsi, on […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/physique-et-chimie-des-hautes-pressions/#i_10413
PROSPECTION MAGNÉTIQUE
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, est liée dans l'esprit du […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prospection-magnetique/#i_10413
RÉMANENCE, physique
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 B m et en le réduisant ensuite de nouveau à […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/remanence/#i_10413
RÉSONANCE MAGNÉTIQUE
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 résonance magnétique e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/resonance-magnetique/#i_10413
UNIFICATION DE L'ÉLECTRICITÉ ET DU MAGNÉTISME
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 que l'aiguille « quitte sa position »... Publié le 21 juillet en latin à Copenhague, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/unification-de-l-electricite-et-du-magnetisme/#i_10413
VAN VLECK JOHN HASBROUCK (1899-1980)
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 dans le cadre d'un modèle […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/john-hasbrouck-van-vleck/#i_10413
WEISS PIERRE (1865-1940)
Physicien français, né le 25 mars 1865 à Mulhouse, mort le 24 octobre 1940 à Lyon. Pierre Weiss obtient son diplôme de génie mécanique à l'école polytechnique de Zurich en 1887 puis entre à l'École normale supérieure de Paris en 1888. Il est ensuite nommé maître de conférences à l'université de Rennes en 1895, puis de Lyon en 1899. En 1902, il devi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pierre-weiss/#i_10413
ZEEMAN PIETER (1865-1943)
Né le 25 mai 1865 dans le petit village de Zonnemaire, sur l’île de Schouwen, en Zélande (Pays-Bas), Pieter Zeeman était le fils d’un pasteur protestant. Ses études à l’université de Leyde le firent côtoyer Heike Kamerlingh Onnes (Prix Nobel en 1913) et Hendrik Antoon Lorentz avec qui il partagera le prix Nobel en 1902. Après son doctorat en 1893, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pieter-zeeman/#i_10413
Voir aussi
Pour citer l’article
Étienne de LACHEISSERIE, Louis NÉEL, Damien GIGNOUX, « MAGNÉTISME », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 février 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme/
