2-51-2. Georges Sagnac à H. Poincaré

[Ca. 06–07.1899]

Suisse Sigriswil s/ Gunten (lac de Thun), canton de Berne

Monsieur,

Je m’empresse de répondre à la lettre où vous voulez bien m’indiquer l’explication du phénomène étudié par M. de Nicolaiev.

Je ne pense pas que M. de Nicolaiev ait d’objection à faire au sujet de la réunion de ses deux premières notes en une seule.

Pour les figures, j’écris à M^r Montreuil de vouloir bien les faire tirer comme il l’a fait souvent pour mes notes aux Comptes Rendus. De cette manière la note de M. de Nicolaiev déposée le lundi paraîtra sans difficulté le samedi suivant avec les figures.

Je ne sais si vous avez été frappé d’une particularité qui me parait importante :

Quand on enfonce le pôle $N$ dans le cylindre $C$ (fig 1) parcouru par un courant suivant ses génératrices, le cylindre $C$ entre en rotation non seulement s’il est libre mais encore s’il est mécaniquement lié à l’aimant. Dans ce dernier cas l’aimant est entraîné dans le mouvement de rotation du cylindre $C$. Mais s’il n’y a pas de lien mécanique entre les deux pièces $C$ et $NS$, l’aimant $NS$ reste immobile; c’est du moins ce que m’a dit M de Nicolaieve dans l’une de ses lettres. C’est là il me semble un bel exemple d’exception à la loi de l’action et de la réaction : l’aimant agit par l’intermédiaire du champ magnétique ambiant pour faire tourner le cylindre $C$; mais le cylindre $C$ n’exerce pas d’action électromagnétique sur l’aimant $NS$, il peut seulement entraîner $NS$ lorsque les deux pièces sont mécaniquement liées. Ce résultat pourrait s’énoncer ainsi :

1° quand un cylindre métallique, parcouru suivant ses génératrices par un courant électrique, tourne autour de son axe, les filets de courant ne sont pas fixes dans l’espace, ils sont entraînés dans le mouvement de rotation du cylindre en même temps que les filets de matière qui les portent. Inversement, si comme dans l’expérience de la fig. 1, un couple magnétique s’exerce sur ces filets de courant, ces filets entraînent dans leur mouvement de rotation la matière qui les porte : tout se passe comme si au lieu d’un cylindre continu on avait une cage cylindrique formée de fils rectilignes parallèles isolés les uns des autres (fig. 2)

2° quand l’aimant $NS$ tourne sur lui-même autour de son axe, les lignes de force magnétique qui émanent du pôle $N$ ne sont pas entraînées dans le mouvement de rotation de l’aimant, elles sont fixes dans l’espace comme si l’aimant ne tournait pas. Alors quand le cylindre $C$ tourne chaque génératrice $\gamma$ de ce cylindre coupe réellement les lignes de force issues du pôle $N$ aussi bien si l’aimant $NS$ tourne avec le cylindre $CC$ que si l’aimant $NS$ est fixe (fig. 3)

Peut-être y a-t-il d’autres phénomènes en même temps que les précédents. Toutefois dans ma correspondance avec M. de Nicolaiev j’ai insisté plus d’une fois sur l’intérêt qu’il y aurait de constater un cas de rotation de l’aimant $NS$ supposé libre; mais M. de Nicolaieve ne l’a pas observé; dans ses expériences l’aimant $NS$ ne tourne que s’il est lié au cylindre.

Je regrette que M. de Nicolaiev n’ait pas voulu se placer à ce point de vue. Il me semble que son expérience de la 3^e note, où il y a deux cylindres $C$, $C^{\prime}$ (fig. 4) s’expliquerait ainsi :

Le cylindre et le cylindre $C^{\prime}$ tournant sous l’influence du pôle $N$, chacun en sens inverse de l’autre parce qu’ils sont parcourus par des courants l’un ascendant (cylindre $C$) l’autre descendant (cylindre $C^{\prime}$). Mais l’aimant $NS$ ne tourne que parce qu’il est invariablement lié au cylindre $C$; il est entraîné mécaniquement par le cylindre $C$ sans que sa rotation l’empêche d’exercer un couple magnétique sur $C$ et sur $C^{\prime}$; le résultat serait le même si l’on supprimait le cylindre $C^{\prime}$.

Je serais bien heureux de savoir si je ne commets pas quelque erreur dans ma manière d’interpréter le résultat de M. de Nicolaiev. Pardonnez moi, Monsieur, de vous importuner par une aussi longue lettre et veuillez croire à mes sentiments les plus respectueux et les plus dévoués,

G. Sagnac

ALS 5p. Collection particulière, Paris 75017.

Time-stamp: " 3.05.2019 01:30"

Notes

• 1 Une brouillon sans date se trouve aux Archives nationales (AB XIX 3534).
• 2 W. de Nicolaïève (§ 43); voir (§ 51.1).
• 3 Il s’agit vraisemblablement de l’expérience décrite par de Nicolaïève (1899).
• 4 Poincaré défend le principe de l’égalité de l’action et de la réaction dans sa réponse à Sagnac (§ 51.3).