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 théorie des champs magnétiques.
Au cours du xixe siècle, les connaissances sur les [...]
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Écrit par :
- Damien GIGNOUX : docteur ès-sciences physiques, directeur de recherche au C.N.R.S.
- 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
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« 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 avant d’en élucider le mécanisme ; le développeme […] Lire la suite
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 cents ans environ après que le moi […] Lire la suite
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 magnétique terrestre pour magnétiser des barres de f […] Lire la suite
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 propriétés d'orientation de la magnétite aux morc […] Lire la suite
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 obtenus. Il décrivit le pendule de torsion dont il éb […] Lire la suite
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 force s'aimantent positivement, alors que ceux pa […] Lire la suite
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 cette force de caractère que remarquaient tous ce […] Lire la suite
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 dissymétrie qui, dans un milieu donné, crée le phénomè […] Lire la suite
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, mais le champ électrique est nul puisque le conducte […] Lire la suite
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 technologie a accompli des progrès spectaculaires dans l […] Lire la suite
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 tension intermoléculaire ; quant aux électrolytes, ils […] Lire la suite
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 inséparables de la collaboration avec Wilhelm Eduard Web […] Lire la suite
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 dernier comme professeur de chimie puis, de 1808 à 18 […] Lire la suite
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 magnétiques. À peu près en même temps, Geller et se […] Lire la suite
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 forces inversement proportionnelles au carré de la dist […] Lire la suite
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 Benjamin Franklin, de Henry Cavendish et de Charles Co […] Lire la suite
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 Mooji et Yuli V. Nazarov de l'université de Delft a […] Lire la suite
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 Grande-Bretagne à l'université de Cambridge, où i […] Lire la suite
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 polytechnique de Saint-Pétersbourg (Leningrad). Il y tra […] Lire la suite
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Pour citer l’article
Damien GIGNOUX, Étienne de LACHEISSERIE, Louis NÉEL, « MAGNÉTISME », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 février 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme/