Cours de physique de l'École polytechnique

Théorie physique de l'âectricité. Tfa^rio» partiellei. — Électricité 5l«tî<{ue. — Phénomènes fondameotaux. Corps caaductear>> Réserroir commun. Isolitenrs. — De« deux ëlectricità. — MacbinM électriques. — Balance électrique. Loi àes actùms électriques. Mesure des charges. PefteS par les supports et par l'iîr. — DistribulioD de réiecirictié sur les corps coodocteura. — Théorie malhénmtiqoe de l'électricilé slalique. — Pouvoir des

%ij. La Uiéorie pb^qne de Y4Utinàté se compote Théorie aa)oiicd'baî àe plnneurs groupes de (nU ; cbacira d'eus est |^'^|^ assez bicD défini par une Ii^potlièse particulière^ mais qBoiqae des phénomènes tnnsitoireB fwouvent que ces groupes sëptrés oot une origine commune , on n'est pas encore parrrau à saisir l'hjpothèse unique qui doit les embrasser tons. Ainsi , dans son état actuel , l'électricité présente le caractère d'une science physique peu avancée; pour l'ébidier, il fiiut parcourir isolément les théories partielles qu'elle comprend , et discuter ensuite le mérite rela-

a Amns et phtsiqdr,

tif des différentes hypothèses à l'aide desquelles on essaie dVUblir un lien entre ces théorie^. Toutefois cette discussion HG peut être présentée complètement dans un cours de physique. Toutes les combinaisons et la déconipOsitions chimiques sont accompagnées de phénomènes électriques, et mille faits rendent très probable que les affinités sont uniquement dues a l'électricité -, cette cause inconnue exerce eu outre une influence puissante , à la surface et dans l'intérieur du globe, ainsi que sur les êtres oi^anisés, et paraît jouerunrAleimportant dansla transformation des substances minérales, dans la végétation et même la vie des animaux.

n suit de \i que pour rassemhler tous les effets de l'électricité, travail préliminaire dont on ne saurait se dispenser, avant du procéder à la recherche de leur cause générale , il faut fiiire intervenir la chimie, la phonologie, et les autres sciences naturelles. DansCimpossibililéde remplir une tâche aussi étendue , nous décrirons avec les détails nécessaires les phénomènes physiques de l'électricité ; nous ne parlerons de son inâuence dans tes actions chimiques, que pour donner une idée exacte des appareils qui la mettent en jeu, et indiquer eu même temps les circonstances le» pins favorables à la puissance de ces «ppareUs ; quant aux effets physiologicpies , noua ne pourronscfueles éDoncer.Iear étude exigeant des ccmnaissancea trop étrangères au but ie ce coura.

Âiwi limitée, la acLnce de l'électiicilé est encore lellnment éteodue , qu'elte envahit toutes les autres parties de la pfa^iqne : les actions capillaires , les plus légers troubles apportés dans l'équilibre intérieur dea corps, font nittre des phéDoméoes électriques ; la chaleur et l'électricité se

■ QUUblIC-CINQCIICME LEÇON. 3

iDÎMot 4t se trandorniBiit l'une dans l'autre , Ion de tenr pusage k travers im substanco ^nd^ables ; enfin l'électricité ett nne soarcc lummeiue > la tcule qui puisse imitef fc iasnrface de la terre Téclat da Aoleil.' Panni les pbéu)'inéaes physiques dans lesquels l'elecb^citij joue un rôle important , nous seTDns forcés de choisir, eu noos attachant particuliéreraent à ceux dont ou a découvert le» lois , et disant peu de owts sur les faits isolai , dont l'étude n'a encore fourni avcnn résultat scientîfit^e. Nous tâcheroDi «nfis de doDiier ime idée exacte de l'état actuel de l' électricité, en évitant d'accaoïuler les faits, au point de rendre ioipossible toute vue d'ensemble.

688. La marche k snrre pour exposer les phénomènes TbéoHea électriques n'est pas indifférente, « Ton veut éviter toute ^"^ **' confusion , graduer les difficultés , et surtout ne parler des appareils employés comme moyens de mesure, qu'après avoir décrit les faits qui leur serrent de base. Voicî l'ordre le plus propre & remplir ce bat. I. L'éleodicité statique est la {x«mière théorie partielle qui se présente , comme la plus ancienne , et celle dont l'étude est le plus avancée ; la simplicité «t la préoiùoa de ses lois ont permis de les soumettre ita calcul , et il «n est résulté une brancbe<de la physique mathématique. IL lie galvimme, ou plutôt l'électriQité Toitaïqne, as présente eomit», comme le presiier tenue de cette série de découvertes modernes , qui ont accéUvé si poisaamment les [M-ogrés de k science de rétectricité et ceos ^ la chimie -, il conrient d'expcaer d'abeid cette partie avec sa simplicité originelle , en adoptant les idées de Volta. lU. La théorie des aimants doit être d'abord considérée Ji part, abstraction faîte de tout rapport avec l'électricité i c'est encore le seol moyen de cflior-

4 COOHS DE PHVStQlIK.

donner l«s fait» relati& à l'ioâuesce mR|;n^tiqne ^ globe-, d'ailleurs les d^nominatiani génénJetiMDt adoptées pour exprimer les lois du nugoéliMne, supposent toujours cette partie de la physique cutiërement îsolëe, et il serait di£Bcîle de préscuter ces lois d'une manière aussi simple, si l'on voulait partir de l'origine électrique des aimaot*. IV. L'électro-iuagaëtisme peut former usa théorie partielle, dont le principe est la découverte d'Œratedt, et qui, comprenant tous les fiiita relatifs à l'inHueuce magnétique des courants électriques, conduit au galvanomètre, l'ioatriH ment le plus précieux de la physique actuelle. V. L' électrochimie se place naturellement après la description du galva- Qométre -, sonbutspécial en physique est d'étudier les effets de la pile de Volta , et d'éclairer la théorie chimique de cet appareil. VI. L' électro-dynamique, basée sar la découverte de l'ioflueace mutuelle des couraots voltaïques, et complétée par celle de l'induction, s'offre alors coromeressai d'une théorie géoerale, com[»enant à la fois Télectncité et le magnétisme. VII. Enfin il convient de terminer par les phénomènes thermo-électriques; ic! vienneut se gronper tons les &its dans lesquels l'électricité accompagne oupro-> duit des variations de température. Le coure se termine par l'étude de plusieurs phénomènes qui indiquent que la chaleur, la lumière et l'électricité ont une origine oomomne^ c'est en quelque sorte le dernier échelon auquel la physique soit parvenue , dans sa marche progressive ven un principe général qui lie entre elles ses diversos parties.

Cette marche , qui parait la plus rationneUe, suit Ji très peu prés l'ordre chronolc^que des découvertes principales V on peut regarder cette coïncidence comme uueiusiiGcatioQ

QDUUITB-CIKQUiÈm LIÇOI). 5

de la méthode que nous adoptons. £n efiét, lorsqu'on mit les progrès d'une science physique, od remarque presqBe tonjonrs que les phénomènes importants, rangés par les dates de lem découvertes, croissent aussi en généralité et «» extension; c'est-à-dire qae ceux plus récemment connus, érigés en principe, expliquent un plus grand ogmbre des isits antéoédents ; iosqa'^ ce qu'enfin ou soit parvenu i uo phénomène dont la loi embrasse tonte la science. Tant que cette limite n'est pas atteinte, il convient d'exposer les fiaits dans l'ordre croissant de leur généralité , et conséqnemraent d'adopter la marche historique. Biais lorsque la science estparfàite , ouquand sa loi générale est trouvée, il est plus simple de suivre la marche syntJbétique , préciscfovnt inverse de la précédente.

689. Lorsqu'on frotta avee la main , ou de la laine, cer- PMooinAnea taine# substances, l'ambre , la résine, le verre, les pierres uui. précieuses, on remarque que ces corps attirent des corps légecB, tels que des morceaux de papier, des barbes de plgpge, de ta sciure de bois, des particoies métalliques. Ce phénomène ayant été observé pour la première fois sur l'ambre, dont le nom grec est iÎAwr;<p. on a appelé él^ctncité la théoriephysique dont celte propriété fait partie. Sî^corp^ dont on approchela résine ou le vwre frotté, «st suspendu à un fil d'une certaine nature -, que ce soit par ^efnpTe une houje de moelle de sureau k l'extrémité d'un fll de soie, on remarque qu'après avoir été attirée, la boule est repoupée. Ce phénomène d'attraction et de répulsion disparaît an bout d'un oertain temps, variable avec l'état kygnHoétrique de l'atmosphère , mais on peut tonjoiua le iàire venaitre par an noavean frottement. Lorsqu'on opère dans robsGurité, et qu'on écoute avec attention, on observe

byGoelgIC

6 COuaS DE PUVSIQDE.

une étincelle, etl'op entend ualéger broiuenient, an mor ment oà les corps attirés sont sor le point de toucher \a c«rpa élecbùë.

Lm snfashiDces que nous aron» cit^ forent d'abord les seules qui manifestaient lesproprititësélectnquesj d'antrei, tels que les métaux, n'en donnant aucun signe, on avait partagé les corps de la nature en deux classes : la première contenait les corps électrisablfls, la seconde ceux qui ne l'étaient pa?. Mais on reconoat plus tard que cette distinction n était pas fondée, et que les corps de le dernière classe n'avaient pas été placés dans les circooatances convenables pour que l'électricité développée ,par le frottament pAt n'y manifester. .

Cnrps 690. On remarqua en effet que les corps de cette cdasMi

co ucieun. p^gy^^^ acquérir la vertu électrique , lorsqu'on tes met en contact avec ceux de la première , préalablemcnL.frot- Fic. 3Si. ^' ^^^ exemple , une boule de moeUe de sureau S, suspendue librement k un fil de soie , au contact (l'uM tige de métal mt terminée parune sphère m , s'écarte de cette|ige lonqn'on approche de la boule m un corps électrisé. Pour que cette expérience réussisse , il faut que le support de la tige soit d'une nature particulière, comme nous le verrons par la suite ^ mais lorsque cette condition est remplie, l'effet indiqué se manifeste sur la tige à toute distance de la boule m , et quel que soit le métal employé. Cette prtf priété que possèdent les métaux de transmettre la vertii électrique, porte le nom de conductibilité pourrélectriçité ; d'antres corps tels que le verre , la résine , n'en jouissant pas , on a divisé les corps de la nature , en corps conducteurs et non conducteurs de l'électricité.

Mais cette distinction ne doit pas être entendue d'une

QnUtlflTE-ClHQUtÈMB LEÇON. 7

manière absolue : il faut admettm qae toos les corps sont plus ou mohubons condacteors. Les m^tanx , le mercure, les lîqniiles à Texception dea huiles, le cfaarbou calcÏDé, condaisent b>enl*t!teGtrîcM-, les métaaz ozidés , le soufre, Jes résioes , le verre , l'ambre, la gomme laque , le obarbon hjàrogéaé, août très peu conducteurs- Les corps des animaux , composés de substances solides et liquides , qui condtùaent bien l'électricité , sont eoz-mémea assez bons conducteurs.

' 691 . Si l'on met en conbct avec un corps ^leotrisé une fUwrtoir apfaére métalKqoe, on remarque que cette apbère afiaiblit °°"""'"'' d'autant pins les propriétés électriques , que son volume est ]^us grand •, en sorte qoe si la sphère avait unetétendue incomparablement plus grande qua le corps électrisé , elle ferait diq>arattre on pendrait inaenriUe la vertu électriquo. Or la terre entière est composé» de substances qni conduisent l'électricité ^ si donc elle est «i communication, par une suite dsvorpBoondacteim, avec un corpsél^lrisé, c'est comme si l'on mettait ce dernier en contact avec un réservoir d'une capacité infinie , et toute vertu électrique doit y* disparaître. C'est d'après cela que l'on donnée la terre, dans U ^éorie physique de l'électricité, le nom de réseï^ voir common.

693. On interrompt la communicaUon d'un corps élec- Corp* tiîsé avec le réservoir commun , en le suspendant , le tenant , ou le faisant supporter par des corps très peu conducteurs, tels que le verre, le son&e, la soie, la renne, auxquels on donne par cette raison le nom à'' isolateurs. Disposé de cette matn^ , tout corps électrisé peut conserver sa vertu électrique pendant nn' certain temps- On doit conclure du fait de la déperdition tente de l'électricité

8 QOUBS DE PHYSIQUE.

dans ces circonsUnoes, que l'dirla conduit mat, cependant plus ce ffa contient de vapeur d'eau , et plus il devient conducteur-, c'est ce qui fait que dans les joun très chauds de Yité, il est presque impossïUBd' obtenir des signes permanents d'électricité-, tandis que les expérioices sur les phénomènes électriques réussissent très bien dans les jours iroidsde l'hiver.

OnvoîtmaintenaDtpourquoi les métaux paraissent n'être pas électnsables par le fi-ottement. C'est qu'en les tenant avec la main ils sont en contact avec le réservoir commun, et que l'électricitë s'y disperse aussîtAt qu'elle est dévelo|^ pëe. Hais m se serrant d'un manche isolant, de verce onde résine , pour tenir un disque de métal, loESqu'ou le &otte, il manifeste des signes d'électricité, ainsi qu'une substance mm conductrice. Tous les corps sont donc électrisables. Dm deux 698. Si l'on répète avec attention l'expérience de l'attraction suivie de répnlsion , sur des boules de mœUe de sureau suspendues à des fils isolants, lonqn'el|^ sont mises en contact , et ensuite en présence de divers corps électrisés , on-remarque des différences notables suivant la nature des corps employés. Par exemple) deux boules isolées, et ëlectrisées par la résine frottée avec de la laine, se repoussent ensuite mutuellement j il y a encore répulsion lorsque les boules ont été touchées par le verre , &atté aussi avec de la laine ; mais si Tune des boules a été touchée par la résine et l'autre par le verre , elles s'attirent au contraire. Autrement, une boule électrisée par son contact avec la rétine , est repoussée quand on l'en approche de nouveau ; elle est attirée an contraire par le verre. L'inversft a lieu quand la bonle est d'abord électrisée par cette dernière substance.

QU.VRÀHTE'CIKQUIEME LEÇON. <)

-Ce genre d'oppontion entre les électricités développées sur le verre et sar la résine, lenr a fait donner les noms ^électricité vitreuse, et d'électricité résineuse. Maïs ces dénominations tendent à donner ime idée fausse , car ces propriétés inverses n'appartiennent pas ezcl»Tejnent an Terre on à la résine , et il est possible de faire prendre à chacnn de ces corps Vuna on l'abtre des deux électricités , en faisant variei la nature et mêtne seulement l'état da corps avec lequel on les frotte. 11 est préférable d'adopter les dénominations générales èi électricité positive ei dV/ectricité négative;, ({ui indiquent très bien denx propriétés ccmtraires : il y a en effet changement de signe dans les forces qne manifestent les deux électricités , puisque ce que l'iiDe attire, l'antre le repousse. On convient de prendre pour l'électricité positive , celle qne l'on développe sur le verre poli , en le frottant avec de la laine -, et pour l'électricité négative, celle que manifeste la r^ne, frottée avec la même substance.

€94 ■ Lorsqu'on cherche la nature des électricités déve- ^' ^e voeeloppées sur deni corps, isolés n cela est nécessaire , que p*r le froitel'on frotte l'un contre l'autre , on tronve dans tous les cas qu'elles sont d'espèces opposées : l'une est positive, l'antre négative. Ce ^énomène est sans exception. Pour le vérifier, on électrise d'abord positivement une boule légère , sospendue à un âl isolant, et l'on en approche successivement deux corps, préalablement frottés I un contre l'antre i or on remarque tonjours que l'un des deux repousse la bonle,'%t qne l'autre l'attire-, ce qoï prouve que l'un est chargé d'électricité pwitjve , et l'antre d'électricité néga- Uve. Les substances dont les noms suivent s'électrisent positiTenient lorsqu'elles sont frottées avec celles qui left

tO COURS DE PHYSIQUE.

•uivent, n^tivemeat quand eHot le sont avec celles qui les pnfcèdeat : peau de chat, verre poli, laine, plumer, bbis, papier, soie, gomme laque, verre dépoli.

M au ce n'est pas seulement la nature des corps qui les fend pntpTM à se chaîner de préférence de telle ou telle âectricité. Car lorsqu'on frotte l'un contre l'antre deux plateaux de Terre, Os se chargent d'électricités opposées-, celui dont la surface est lapins polîe prend réleclricitéporitrre-, c'est ce qm fait que le verre dépoli pent être tràa i la 6d de la série des corps nomm^ dans l'article précédent. Deux parties d'un même ruban de soie, frottées Tune en trsTera de l'autre , se chargent d'électricités contraires ; le ruban frotté transversalement prend l'électricité négative. Si l'on fait glisser de la poudre métallique sur une ^que du même métal, la poudre s'ëlectrise négativement, et la plaque positÎTement. Quand on frotte l'un contre l'autre deux corps d'une même substance, et dont la surface est dans le même état , une différence de température suffit pour qn'ils se chaînât d'électricités opposées-, le plus échauffé s'électrise négativement. > 695. Les phénomènes électriques sont généralement attribués à deux fluides impondérables , qui repoussent leurs proprés molécules, et s'attirent mutuellement. On admet que tous les corps de la nature possèdent ces floides, ou ces deux électricités, en quantités égales, et k l'éta^ de combinaison. Cette combinaison des deux électricités est appelée électricité naturelle OMjluide neutre j sa valeur est en quelqne sorte zéro ou nulle, relativement aux phénomènes d'attraction ou de répulsion 4ectriqafl*. D'après ce principe hypothétique , le frottement de deux corps occasionne entre eux un partage inégal des deux luides. On a

QUAHAMTE-CINqulEME W^ÇON. II

chercM «n rna foMpi'itn la ciuae qui détennmait ce partage-, cependaDt onTegarde comme très probable qa'il est dft à la différence de capacité et de con^cUb^M pour la chaleur des defu corps {rottés.

On peut proarer par ube «xp^riflnce directe , ^e let quantités dca. deuT flaides , combinées dans r^ectricité naturelle , et qui se mamCesteiit en même tempe par le frottement de deux corps isoléi , soat réelleoieat les mêmes. ËD efièt , tant que le contact des deux corps frottés subsiste, on n'obsërre aucun si^e d'électricité-, mais si l'on éloigne ees corps Ton de l'autre, les deoz flnidea libres, qui résultent du partage inégal dtitmmaé par le frottement, exercent lenrs efiélsbabitaels. Les deux quantités d'électriôtés opposées , que développe le frottement par une décomposition du fluide neutre , sont donc égales, puisqu'elles prodaventdesefttscontraircsqni se détruisent, lorsqu'elles agissent sur les corps extérieurs à des distances égales.

Ptusienrs physiciens partagent encore les idAs de Franktia , «t n'admettent qu'un seul fluide électrique , agissant par répulsion sur Ini-méme , et par attraction snr la matière pondérable. Dans cette hypothèse , chaque corps doit conteoicunecertainequaullté de fluide, dépendant de sa masse et de sa natore , afin qu'il y ait équilibre électrique entre ce corps et tons ceux qui l'entourent. Phuieurs causes accidentelles, et entre autres le frottement, peuvent anfinienter ou dnninver cette qiuntité, nécessabn pour l'équiRbre, et le corps est alors électrisé posiUTement on négativement. Mais l'attraction eu la répulsion que l'on observe entre deux corps âectrisés différemment on de la même manière , est nn phéngttiène plut composé, et dont l'explication «t moins simple, dans l'hypothèse d'un seul

ta COVIIS DE ravsiQOE.

ûmàe que datia la théorie des deax âeotrioMs. Comme il Des'agîtîoi qae ikcoordoatwr def faite, noiu adopterons ezcIaBÎT^mt Vhypothiw de* deux flaidet, Bfind'^iter des détails explicatifs, qui CMn^lapierMeot l'exposé dos ph^Mwâues fondttmentaBX , «t la cecherche de leurs lois . Hi^M* 6q6. Pour obteaîr facilement de l'élecbricj^ , od a employé pendant longtemps 4es apbéraB ou des cyUaires , creux ou pleins, de verre ou de réaine, que l'on faisait toumer, en appliquant dessus la jnaîn «^be ou de la laine ; mais ces appareils ont été pcrfectiannés dspaii. Dans la Fu. 359, maobine électrique dont on se sot en France, oirtire l'électricité d'un plateau circulaire de verre à gUce , frfacé verticalement, et monté sur un axe horiaontal auquel on adapte une manivelle, de manière h le Uim tourner rudement.

On dierche otdinairement à obtenir sur le plateau ds verre de l'électricité positive. L'expérience* indiqué que les snbstaaoes qui pouvaient produira le plus grand développement de cette électricité, par 4enr frottement avec le plateau, et qu'il était en m^me temps plus faoïle de se procurer, étaient l'or mussif, c'est-à-dire le dentosulfiue d'étain, ou bien un amalgame de zinc et d'tftain. On applique une cAicbe d'un de ces composés sur chaque frottoir, ordinairement formé d'un coussin rtembourré de crin ou de laine, et présentant une surface arrondie, qm s'aplatit en exerçant une pression sur la verre. On place ordi~nairement deux on quatre frottoirs semblables, vers les extrémités d'un ou de deux diamètres du plateau.

Lonqu'on fait tourner le verre , les portions de sa surface qui ont passé sous les oonssius possèdent de l'électricité libre , développée par le frottement, et <pi'il faut ente-

Ta. Pour cela ^ on adapte k la macUoe des cooductoun métaUiqnet tfevx , cyliodrîqut» •■ en fer à chera) , sontenua lor iu pieds de verre ; ces piocls doivent être reconverls d'uoe cMche de Ternis à W gomme laque, le venc aenl ëtant trop hy^m^trique poor isoler ooropl^tenaeDt. Kapoa^decette manière, les conducteurs reçoivent lVl«c~ Incita du pl&teau, cw f^ua exacteaMatsecbargeotdefliude pOBÎttf provenant de leur propre électricité naturelle-, eu l'électricité répandue sur le vfrre attire le Quide négatif des eooducteurs, qui la oeutralise. 9n a l'haUtude de iîz*r sur les cylindres, et en regard du plateau, des pointes métalliques , dans le but de faciliter Te passage de l'électricité-, maia on peat s'en dispencer-, les condwMe*rs termiaés par des hémisphères de métal s'électriseot aussi bien.

L'airatmospbrtnque , tou)ouiB an ptAi condacteur, ponr* rait enlever une portion de l'ëleclricité du plateau , dans «on trajet des conssius aux conducteurs ; c'est pour éviter cette perte ifxoa racouTre la surface du verre , d'un étui fixe de taffetas gommé, qui v* oppose an reooavelleiiient do la couche d'air voisine. Il est important que l«a coussins soient en coidmumcation avec le réservfnr ctHumun par des corps suffisamment conducteurs , tels que le hois ; car s'ils étaient t«ut-i-fait isolés, l'électricité négative ^ que le frottement j dévelt^pe , »'j accumulerait fu point de retenir par attraction une partie du ûnide positif du plateau» et l'état électrique des conducteurs serait beaucoup moindre.

L^appareîl qui vient d'être décrit ne peut fournir que de l'électricité pontîve. On emploie en Angleterre une autre machine, celle de Naime, qui donne à la fois les deux «s- p^ 31g, ptees d'électricité : au lieu de plateau , on se sert d'un cj-

i.vGooglc

■ 4 cmimB m phiAque.

Hndre creux de Terae, que l'oa fiîit toufner-'nirson aie bomootal', réIectricihJ posibre dèvdoppëf- bbt le verre pssse SOT le oondDCtenr placé d'woàté; le âaiii? oëgatîf AftrCpandsDrnn conducfecur opposé fii riwimini^lÉHiTrr les ceiasàaB. Mais il est préf&aUe de œ «heMher à obtenir qa'ooe senle espèce d'électricité à la foïs, a&n 4'eo mounnler davantage-, il «affit pour. ceWda mettre l'un des ooadMtears enceuiiiHinicatioiiaTec le réiervoir conniiui, ■n moyea d'une clistne cru d'tnie tige m4taUic|iie repouot sur le soi" VaB^lUarum a hnagiaé me machioe électrique , aTec l«qael1f i^n peat obteuïr à volonté l'une ou Tautre espèce à'élecUîcité : le système des coaducteurs kolés est mobOe snr «o aie ^OTiioatal ; ce momTeniMit les feit com- ' maniquer avec be platean de Terre ou avec les coussina y et . en ménse temps met en contact avec le jrfaavoic coDAmun les coassins ou te plateau.

■697. Avant de donna la théorie de Téleclricité statique , il est easentid -de chercher la loi que adiveat les répnlsioBS et les attractions électriqaes. Ces forces s'exerçant sa loin , «a pent inteiToger l'expérience pour trouver la ralalinn qui existe entre leurs ioteoùtàj et les distances auxquelles elles agissent. Elles sont trop petites relativement k la pesanteur pour qu'on paisse les mesurer par h balance ovdinake ; mai| il est facile de les évalner an mftjen de la force de torsion , dont U loi est connK.

La balance de Coalomb, appliquée à l'électriôté , se compose d'une grande cage de verre, qui doit contenir de l'air le plus sec possiUe, al^que les signes d'éleotricité y soient pins permanents } pour cela on faittéjoumer dans son intérienr delà chaux vive , plusieurs jours avant dose servir de l'instrament. Dans cette cage se trouve un disque ver-

QUlnlHTE-^CtifQaitUB LSÇOI). i5

tical de papier dor^, ^'isole ane tige de gomme ]*qne-, cette tige e»t saspifediie horizontalemeotA rextrétnil^ da fil de laiton qui oflci^e l'axe de l'appareil. Uae petite boale m^talljqae, atupcodue fixement, est ea. contact avec -4e distjae dans sa position d'équilibre.

I« paroi latrie de la cage porte des diràioiM angulaires , snr une section horizontale dont le plan contient le centre de la boole , celni du disqos , et l'axe du cylindre de gomma laque. Le fit métallique est maintenu & su partie SDp<!rieure , suivant l'axe d'un tambour métallique , gradué sur ses bords , et qui s embotte k frottement dnr dans un autre tambour fixe. Les divisions de la cage et du tambour mobile 80Dt nécessaires pour éyaluer la force ou le degfii de torsion que subit le fil dans une circonstance donnée. On comnieQce par tourner le tambour mobile, jusqu'à ce que, dans l'état de repos du fil , ou pour une force de tornoo nulle, la tige horizontale de gomme laque soit dirigée vers le zéro de l'échelle tracée sur la paroi de la cage ; dans catte position le disque doit se trouver pr^ de la bo«Ie B, dont le centre esta la même distance /de l'axe du fil , que le centre du disque.

â^.KalonontouchesnccessiTemeDtaTecoDDiéBiecorpB Loi de* électriaié la boute et le disque , ce denver s'éloïgae jusqu'à ëleciriquei. ce-qne la tooiwi de fil ftsse équilibre k la foroa répulsive de rélectricilé. On note l'angle a de torsion, indiqué par le point de divinon vers lequel se dirige la tige de gomme laque ÂC. Si^ r^irésente la force de torsion pour ou degré, op sera celle correspondante à l'angle a, et fera équilibre à la répuluony, à la distance </ =a 2/ sin } a. Poar établir une comparaison entre les forces répulsives dues à l'électri- «té, et loadistBnceeanxqaelleselless' exercent, ilfàut obtenir

l6 CODKS Dl PHYSIQDI.

d'autres positions d'équilibre du disque. A cet efiétbn &it toomer le tamboar supérieur d'au oonrinc b dedegrés, de maaiira à rapprocher le disque de Ift boule, l'ëquilîbre étant rétabli , entre Is torsioii du fil et la répulsiou électrique, qui ont augmenté toutes les deux , ou note l'anglea' de déviation du disque. La force de torsion est alors («' -^ b) P't elle Ikit équilibre à la répulsiouy, à la distance d'=s%Iân ^ iz' . On obtient d'autres termes de comparaisoQ; em taisant varier l'angle b, au moyen du tambour supérieur.

Il faut remarquer roaiotenant que la force de torsion s'exerce en G suivant CT, perpendiculaire k AC , et que la Impulsion de l'électricité a pour direction Je prolongement de la corde BC C'est donc la composante de cette dernière force Biùvant la ligne CT', dont elle est écartée de Fie 355. l'angle { CAB , qui fait directement équilibre à la torsion.

On . , d'.prfa cl, , /= -î£- , P = Sl-t^iJ. Si l'on

compareles valeurs dey, y..., données par ces formules, avec les distances d= a/sînya, d' =^ a/sînjo', ..., on remarque que ces forces répulsives J", f, . . . sont en raison ' inverse des carrés des distances correspondantes d, d'. C'est-à-dire qne si Y on désigne par f la répulsion à l'u&ité de distance, par ce l'angle de déviation du disque, .par n l'angle

total de torsion, on a toujours t- , -— — ; — ^ ■ i ^ . on

Rtang-;asiD^a=i727-. Ainsi le produit» tangua sin^ a doit êttc constant pour tous les couples de valeurs de n et de a ; c'est ce que confirme l'expérience.

Loi des GgQ. Coulomb a préféré une autre méthode pour dé-

QUASUITB- CINQUIÈME LEÇON. 1^

terminer Is loi de» attractions électriques. Lefil nt^talliqae ^ ta balance est remplacé p«r tm fil de soie sans toraion , et la boule éloigna à une plus grande distance de l'axe de sospensioa. On ëlectrise le cercle de clinquant et la boule), en les touchant avec deux corps chargés d'électricités contraires i il 7 a alors attraction , et le pendule horizontal de gomme laque, terminé par le cercle de clinquant, oscille de part et d'aatre de ta position d'équilibre , ou de moindre distance ^ la boule. Or, en tenant compte de la déperdition de l'étectricité , on observe que le temps d'une oscillation augmente dans le même rapport que la distaoce du eercle à la bocle. Ce résultat de l'expérience démontre que Ja loi des attiactions électriques est encore celle du rapport inverse du carré des distaBces sen.cilet, ai l'on désigne par F la &rce d'attraction à nue distance d, la théorie ccHmue du pendule, donnant pour le temps t d'une oscillation

exige que F^=b —, f étant l'attraction k

l'unité de distance , pour que t soit proportionnel à d.