Le magnétisme

1. histoire du magnétisme


Le magnétisme est connu depuis l'antiquité par différents peuples comme les chinois, les Grecs les Romains... ils ont remarqué que la magnétite attirait les objets contenant du fer.

Mais les premiers à appliquer le magnétisme furent les musulmans, qui au début du 11e siècle, inventèrent la boussole.


En 1600 Wiliam Gilbert montre que la terre n'est rien d'autre qu'un aimant géant et découvre que le fer perd son pouvoir d'émentation lorsqu'il est chauffé au rouge.


En 1820, Hans Orsted observe qu'une aiguille magnétique peut etre dévié par un courant éléctrique, cette théorie n'était en réalité que le début de celle élaborée par James Maxwell et qui re présente le début de l'électro magnétisme.
En 1895, Pierre Curie que les propriétés d'un aimant dépendent de sa température.
En 1925, les deux physiciens américains Goudsmit et Uhlenbeck montrèrent que l'électron se comporte comme un petit aimant.


2. Les différentes sortes d'aimants

• Les aimants constitués du minerai qu'on appelle magnétite (oxyde de fer composé de fer et d'oxygène) constituent un aimant naturel.


• l'homme emploie plusieurs techniques pour fabriquer des aimants artificies, en employant des procédés électriques pour aimenter les métaux.


• On construit des aimants de différentes formes: en barreau, en aiguille et en fer à cheval.

3. Les propriétés de l'aimant


Un aimant est un corps doué de magnétisme, c'est-à-dire capable d'attirer le fer.

• Expérience n°1: Fixons un aimant droit verticalement. Approchons à tour de rôle les plaques de fer, plomb, cuivre, zinc, aluminium, verre, bois, carton...

• Observations: Seul le fer est attiré. Quelques métaux (nickel,cobalt etalliages) se comportent comme le fer vis-à-vis de l'aimant. On dit que ces substances sont ferromagnétiques.

4. Les pôles
La force attractive d'un aimant n'est pas la même en tous les points de celui-ci. Elle est beaucoup plus importante aux deux extrémités, ces régions sont appelées pôles de l'aimant. la partie médiane est la zone neutre.
Lorsqu'un aimant est suspendu par son centre de gravité, il se place dans la direction du méridien terrestre. le pôle de l'aimant qui se dirige vers le nord est appelé pôle nord et l'autre pôle sud.
Si nous coupons un aimant en son milieu, nous n'obtiendrons pas deux pôles séparés mais deeux nouvels aimants qui ont un pôle nord et un pôle sud. On peut dire qu'un aimant est formé de nombreux petits aimants àl'échelle des atomes.

• Expérience n°2: déposons un barreau aimanté sur 2 tubes de verre. Approchons lentement le deuxième aimant de telle sorte que les pôles de même nom soient l'un en face de l'autre.
• Observations: Un pôle nord repousse un pôle nord; un pôle sud repousse un pôle sud.
• Expérience n°3: Même montage, mais plaçons les pôles de noms contraires l'un en face de l'autre.
• Observations: un pôle nord attire un pôle sud; un pôle sud attire un pôle nord.
• Conclusion: Les pôles de mêmes noms se repoussent; les pôles de noms contraires s'attirent.

5. La boussole
Une boussole comporte un aimant en forme d'aiguille mobile sur un pivot. Le pivot est fixé au centre du boîtier, sur le fond du boîtier est peint un cadran gradué de 0 à 360 degrés, portant les inscriptions des quatre points cardinaux.


6. Le champ magnétique


Le champ magnétique est une région de l'espace dans laquelle un aimant exerce une influence. La force attractive d'un aimant s'exerce à distance et à travers les substances magnétiques, tels que le papier, le bois, le verre, l'air, l'eau...

Les lignes de force montrent que le champ magnétique est puissant à proximité de l'aimant mais s'affaibli dès qu'il s'éloigne. Ces lignes de force sortent du pôle nord d'un aimant et y retournent par le pôle sud.

Majd Najjar
Juin 2007