M Henry a constaté que les décharges instanta- ^''"» P

2^2 COURS LIE PBttlQUE.

nëesderélectricitë ordinaire donnent aussi Heu à des couraab induits. Sur un cylindre de verre creux , il enroulait en hélice une bande d'^sîn de lo mètres de long, et dans Tintërieur du cylindre il fîsait sur la paroi une bande du même métal, de manière à former une autre hélice, dont les spires correspondaient esactemeot à celles de la première-, les bouU de cette hélice intérieure passaient dans des tubes de verre , pour éviter toute communication directe entre les deux bandes. Lorsque la décharge d'une bouteille de Leyde s'opérait par l'hélice extérieure, les deux bouts de l'hélice intérieure , suffisamment rapprochés, donnaient une étincelle et une commotion. Cesbouts étant réunis à une petite spirale magnétisante de 3o spires , dans Tintérieur de laquelle on fixait une aiguille à coudre, cette aiguille était aimantée lors de la déchaîne. L'intensité et le sens de t'aimanlation indiquaient l'énergie et la direction du courant induit.

Les écrans métalliques ont produit le même affaiblissement que dans le cas de l'électricité voltaïque. On a obtenu aussi avec l'électricité ordinaire des courants de différents ordres ; mais ils ont tous eu lieu dans la même direction que celle de la décharge, au lieu d'offrir les altematÎTes des courants induits par la rupture d'un circuit voltaïque. Pour rechercher la cause de cette singulière différence, M. Henry s'est servi de bandes étroites d'étaîn, tendues parallèlement sur une longueur de 3 à 4 mètres, à des distances variables. Tandis que l'une opérait ta décharge d'une bouteille de Leyde , l'autre aimantait l'aiguille de la spirale. La distance ayant été réduite à ; millimètre, par l'inteiposition d'une feuille de mica , le courant induit était direct-, à i millimètre le sens était encore le méme^

CIHQUASTK-ClUQUlËliIE LEÇÛH. aj3

il 3 milIîinètT«9 l'induGUon parut nulle i pour une plus grande diiUnce le courant ^it inverse.

Lors de la décharge beaucoup plus intense d'une batterie de plusieurs bouteilles, le changement de direction n'ent lieu rpi'h une distance de 3 à 4 d^cîmitres. Un courant d'un ordre quelconque jouit aussi de la propriété de changer le sens de son induction avec la distance; mais cë changement a lieu d'autant moins loin que l'ordrv de ce courant est plos élfivé. Ce résultat permet d'expliquer fhcïlement l'action neutralisante d'un ëcran métallique : car la zone de rinduction directe des courants qui naissent sur l'écran lui-même, étant moins étendue qne Celle de la décharge, le conducteur, placé derrière l'écran, pent se trouver à la fois dans l'intérieur de la dernière zone, et en dehors de la première , de telle sorte qu'il n'éprouve que la difTérence de deux actions tnductives contraires. On saisira facilement la liaison qui existe entre ces résultats nou- Teaux et les faits ngnalés par M. Savary (§ 83i).

864 . On a va , k la fin du paragraphe 858 , que les effets Rëaciion de l'action inductive d'un courant sur lui-même sont très induit*, faibles, lorsqu'il existe un courant induit dans un circuit voisin. M. RJcss, de BerKn, a constaté une réaction analogue dans les courants induits par l'électricité ordinaire. Deux spirales plates, convenablement isolées l'une de Tautre, sont placées parallèlement à quelques centimètres de distance. L'une de ces spirales sert à opérer tes déchaînes d'une batterie électrique-, un électromètre particulier permet de mesurer les masses d'étectritnté qui se neutralisent )t chaque décharge; de plus, le fil conjonctif, on le coddncteur qui amène la décharge, traverse la boule d'un thermomètre à air, qui sert 4 mesurer sou échauffement.

2^4 COURS DE PHTStQUE.

Les eztrémittU de la aeconde apirale sont, ou libres, ou en contact, ou encore réunies par ud fil plus oa moins c onâuctenr.

L'échsuffemeDt, dû à la décharge des mêmes qu&ntjtës d'électricité, reste le même, que la seconde spirale soit ouverte ou fermée , ou que son circuit soit complété par un fil très bon conducteur, Mais si les deux bouts de la spirale induite sont réunis par un métal qui conduise moins bien que le fil coQÏonctif de la batterie , il y a une ^minution très sensible dans réchauffement, laquelle augmente avec le rapprochement des spirales. Les mêmes effets ont lieu quand on substitue à la seconde spirale un simple disque métalh'que , ou une feuille plus ou moins conductrice comprise entre deux lamés de verre. M. Riess regarde comme très probable que la diminution d'effet calorifique indique un ralentissement de vitesse dans le courant rapide de la déchaîne, et il énonce ainù les résultats qu'il a obtenus : Lorsque la décharge d'une batterie électrique fait naître un courant dans un circm't voisin, qui jouit d'une conductibilité inférieure à celle du fil coojonctif de la batterie, la décharge est d'autant plus ralentie, que la conductibilité du circuit accessoire est moindre.

CINQUAHTK- SIXIÈME LEÇOTC.

Phteoménes ihermo-électriqiKS. — CounnU dans I«e circuits de plusieun Riélaiix, et d'uB seal nAaI. — Pouvoirs tLermoéleciriquea. — De la pile ihermo-électrique. — Thermo laêtre* therrao' électrique». — Inëgalité de température aux soudures d'un cireuit bëlérogéne produite par un courant Toltaïque.

365. l'es thifories physiques partielles, qui font l'objet <^oumi des leçODB précédeatea , signalent plusieurs causes diS^' triqa< rentes qui font naître des courants électriques, puisque, outre les courants Toltaïques que l'on obtient en réoDissaot les pôles d'une pile par une suite de corps conducteurs, OD distiogne les courants magnëto-électriqaes, produits par les aimants , et les courants par induction. Mais d'antres causée peavent pareillement occasionner le mouvement continu des fluides tjlectriques ; il en est une surtout qu'il importe d' étudier, tant pour se garantir de ses effets dans UDC multitude d'espérieuces , que pour conceroir plusieurs appareils dont les applications te multiplient tous les jours : cette cause est la propagation de la cbalsur dans les substances métalliques.

Une ample différence de température entre les parties d'au circuit , composé de métaux , suffit poflr âiire naître des courante danscecircuit.Legulvanométreoâ'renomoTen

1176 COURS DE PBTSIQOB.

facile d'étudier ce genre de phénomènes , auxquels on donne le nom de phënomènes thermo-ëlectriques. L'appareit Fie. 438. doDts'estserviM.'Seebeck, pour constater ce nouvel eflfet de la chaleur, consiste dans un cylindre de bismuth on d'antîmoioe B, soudé vers ses deux bases à une lame de cuivre SMS' ; U partie M e>t entourée d'une étoffe îso- Uate , aân que la maîn puisse saisir l'appareil , sans donner One îssne dans le sol aux flnides électriques développés.

Lorsque tout le circiut est à ta même température, il n'exerce aucune action sur l'aiguille aimantée ; mais si I'od échauffe l'une des soudures, S| par exemple, l'aiguille aimantée est déviée dans le voisinage du circuit, et indique un courant dans un sens \ ie courant est inverse lorsqu'on chauffe l'autre soudure S'. Si les deux soudures sont Clément échauffées , il n'j a plus de courant', mais si l'on refroidit ensuite l'une d'elles plus que l'autre, le courant renatt. C'est donc à la différence des températures des soudures que l'on doit attribuer l'existence du courant. CaaMadM 866. M. Becquerel a prouvéque les phénomènes thermo-' t^r^D-ëW- électriques dépendent d'une inégalité dans le mouvement '"l'iM. Je la chaleur, à travers les différentes parties du circuit. Quand ou soude l'une à l'autre les deux extrémités d'un fil de platine , de manière à former un circuit d'un seul métal , si on l'échauffé en un quelconque de seb points , il n'en résulte aucun courant^ mais si l'on fait un nœud eti quelque endroit, et qu'on échauffe une partie du circuit dans le voisinage do ce nœud, nu courant se manifeste ; il ne peut évidemment être attribué qu'à une différence dans la propagation de la chaleur, il travers le fi) , des deux cAlés do foyer. Si le circiut est composé de deux fils , de fer et de enivre , sondés en f et s', que la soudure s et les parties adjacentm

ciHQOAirrE-gnikifE lbçok. 377

soient ^ns uo bain de mercure, » une température plus élevée que celte de la soudure s', il y a uo courant dont Fm. 41;]. l'intensité ne varie qu'avec la différence de ces temperatares. Si l'on échauffe la soudure s, en portant l'action du foyer sur un point du circuit situé k une petite distance, mais saccessivement sur la partie fer et sur la partie cuivre, le courant est de mitne sens et a la même énergie dans les deux cas, si Ja température en s est la même. Ces eipériences prouvent que tes courants thermo -électriques dépendent uniquement des températures aux surfaces mêmes de contact entre les métaux. M. Becquerel a aussi démontré qrue ces phénomènes ne sont pas dus Ji une action chiptiqne exercée pK Toxigène on l'humidité de l'air, car ils se manifestent également dans l'hydrogène sec.

Lorsqu'on soude, aux deux extrémités du fH de ctuvre d'un multiplicateur, un couple de deux métaux dififôrents aussi soudés entre eux , et qu'on élève cette dernière sour dure il difi&eotes températures , l'énergie du courant est en général proporlionnella fa la température , entre des limites assez éloignées. Mais pour certains métaux accouplés, et lors d'an grand échaoffement, cette loi ne subsiste plus. Par exemple , ù les métaux employés sont le fer et le cuivre, la loi de proportionnalité énoncée subsiste, sans écart sensible, lorsque la température de la soudure ne dépasse pas 1 4o* centigrades -, an-deU l'énei^e da courant , d'abord augmente moins rapidement que la température, puis diminue; elle est ik peine sensible è 3oo*; plus loin n'y a pins de courant , et plus loin encore il change de sens.

Pour reconnaître les intensités relatives des courants électriques produits par différents couples de métaux , lors d'un même échauffement de leur soudure , M. Becquerel a ima-

a^S COURS DE PHYSIQUE.

ginë de sonder, bout à bout, des fils de même diamètre de tous les métaux qu'il voulait éprouver, et de réunir ensuite cette cbatoe avec les extrémités du fil d'un multiplicateur ^ il dlevB successivement chaque soudure à la tem^ pératnre de 20*, en maiotenaot toutes les autres à o*. La dispontion adoptée rendant constante la conductibilité du circuit, les énergies des courants obtenus étaient comparables. Les résultats numériques fournis par ces expériences ont conduit M. Becquerel au principe suivant.

867. Lorsqu'un fil métallique est échaufié à l'une de sel extrémités, il y a décomposition d« flidde naturel-, les particules métalliques qui repoivcnt directement l'action du foyer se cbargeat d'électricité positive , et repousfent l'électricité n^ative dans tous les sens ', les particules suivantes, qui s'échauffent aux dépens des premières, leur prennent de l'électricité positive, et leur donnent de l'électricité négative^ il s'opère ainsi sur toute l'étendue du fil unesuite (le décompositions et de recompositions de Suide naturel , telles que le Suide positif, successivement cédé par une molécule à la suivante, manche de Textrémité chaude àl'extrémité firoide, et que le Suide négatif suitlaroutecontraire.

Si ce mouvement des fluides électriques peut se continuer dans un circuit complet , il doit en résulter évidemment un courant, analogue à celui de la pile, et ayant le sens suivant lequel la chaleur du foyer se propage dans le métal. C'est l'énergie de ce courant qn'on appelle Upouyoir thermo-éïectrùfue du métal é[»onvé. Ce pouvoir varie , pour une même diffêrence de température, d'un métal à un autre*, pour un même métal il augmente avec réchauffement , mais non suivant la mèaxe loi pour tous les métaux. Eu sorte que pour deux échauflèments suffisamment éloi-

CIKQnUfTB-SIXliMK LB^N. a|^

goéâ , il peut arriror que les âifiiérencM des pouvoirs thermo-dectriqoes de deux métaux aient des signes coutrairea.

Lorsque deux tnëtanx Mmt édiauSiis i leur soudare , ou À leur surface de contact, tHndis que leurs autres parties conservent une température constante , et qu'ainsi réunis ils font partie d'un circuit métallique où aucune antre cause ne développe des pbénomânea élei^ques , réchanfièment de U soudure met en activité les pouvoirs fhermo-électriqaes des deux métaux conligus. Deax conrants contraires tendeiU donc k s'établir, et l'énergie da couraot observé ' n'est que la ^S^rtnce de ces pouvoirs thermo-électriques. Cette différence pouvant changer de signe avec le degré de l'échaufièment , le courant observé peut aouî chonger de sens. Dans tous les cas le courant partira , pour traverser le fil du galvanomètre , du métal dont le pouvoir tbermoélectrique est le plus grand ; en sorte qu'en considérant le couple des deux métanx comme une pile , le métal dont le pouvoir thermo-électrique est le plus fatbltt rafH^ntera le pAlfl néfstif , l'autre le pâle pontif.

868. Lorsqu'onfbrmeavecdes fitsdedi^reotsmëtafx Pouioin des circuits galva no métriques , et qu'on échauffé nne sou- triqa» dure à ao*, en maintenant les autres ko', on observe des ^ "*' courants dont le seos indique que les métaux doivent ^tre rangés dans l'ordre suivant , d'après leurs propriétés thermoélectriques : bismuth, platine, plomb, étaîn, cuivre, or, argent , zinc , fer et antimoine ; chacun de ces corps étant positif lorsqu'il est accouplé avec l'un de ceux qui le précèdent, et négatif par rapport à ceux qui le suivent. Par exemple , une soudure fer-enivre étant seule échauffée de 30° , le courant la traverse du cuivre an fer, ou bien marchie dans le circuit galvanométriqoe du fer au cuivre , c

sSo COUBS DE PUVSIQUE.

■î le fer touchait le pôle positif, et le cuivre le pôle négatif d'une pile. D'aprèsleprincipe théorique de M. Becquerel, les corps qui forment la série précédente s'y trouvent rangés suivaut l'ordre croissant de leurs pouvoirs thermoétectriques.

Ves eipériencea que M. Becquerel a faites sur la chaîne de métaiu différents dont nous avons parlé (§ 866), lui ont donné les différences des pouvoirs thermo-électriques de ces métaux, par réchauffement à ao* d'une seule des soudures. Dans ces circonstances le cuivre, l'argent, Vor et le zinc ont&peu près lem^e pouvoir thermo-électrique-, celui do fer est plosgrand. H. Becquerel, remarqoantque ces mêmes relations existent entre les pouvoirs de rayonner la chaleur, que possèdent ces différents métaux, a admis Thypothèse de l'identité des rapports entre ces deux genres de pouvoirs , pour déterminer un seul des pouvoirs thermo-électriques, celui du fer, et en déduire ensuite tous les autres par les différences observées. Ces pouvoin thermo- électriques seraient alors représentés par les nombres suivants : fer i33,5o, argent [07,3o, or 106,80, zinc io6,54> cuivre io5,54) étaîn ioa,a6, plaline97,5o. Haïs quand même 1 hypothèse faite ci-dessus aurait quelque réalité , on ne devrait considérer les nombres précédents que comme particuliers aux circonstances de température énoncées ; il est probable toutefois que leurs rapports ne changeraient pas sensiblement , entre certains degrés d*écltauffement, qui pourraient encore être assez éloignés les uns des antres.

Pr<u*«i 86q. Les considérations qui précèdent suffisent pour eipérimen- ^ '^ ^

uiM dH montrer que le principe théorique établi par M. Becquerel

•tabii. explique parfaitement la diversité des phénomènes thcrmo-

cuiQruiTE-sixikMe leçon. 281

électriques , observrâ dans des circmts métBlliijues composes de pliuieun métauT. Ce principe suppose qa'nne particnle pondérable, qvi «'échauffe en recevant sa chaleur d'une particule voisine, prend k celle-ci de rélectricîttf positive, et lui donne de l'ëlectricité négative. Un grand nombre de faits sont ea faveur de cette hypothèse \ tel est entre autres ce résultat constant, que de deux corps de même nature , mais à des températures différentes, frottés ou pressés l'un contre l'antre, te plus échauffé s'électrise négativement, et le pins froid positivement. Des phénomènes , plus rapprochés de ceux qui nous occupent, donnent d'ailleurs une grande probabilité k la supposition faîte par M . Becquerel , et aux conséquences qu'il en a déduites. Od peut d'abord prouver, par une expérience directe, que rextrémîté libre d'an 61 métallique se chaige d^électricité positive lorsqu'elle est seule fortement échauffée.

Un Gl de platine , étant renfermé dans un tube de verre qu'on ferme à la lampe par un bout, est disposé de telle maidère que son extrémité découverte communique avec le plateau inférieur d'un électromitre condensateur 1 pile sècbe , par un disque de papier humide , tandis que le plateau supérieur communique avec le réservoir commun -y le bout fermé du tube est entouré de plusieurs spires d'un second fil de platine qui touche au sol par l'antre extrémité. On échauffé fortement la spirale métallique , et les parties du tube qu'elle entoure, à l'aide d'une lampe à esprit-deinnj on reconaatt alors que le plateau collecteur se chaige d'électricité poutïve. La source de cette électricité est la ^irale échauffée , le fluide n^tif disparaît dans le sol , et le fluide positif, accumulé dans la spirale par ractioa constante de la chaleur, traverse îe tube de verre devenu con-

aSa coDBs db physique.

ducteur par aa haute températOK, et se rend au plateau

par le fil de platine inténeur. Uoe dëcomposïdon de Smde

nature) semblable doit avoir lieu en sens inverse mr ce

dernier fil, ii cause de l'inégalité de température de ses

deux extrémités ; mais l'action de la chalem- étant ici moins

directe et moins forte , l'efiêt produit sur le premier fil

doit remporter, et déterminer les signes électriques <]a'on

observe.

CoomU gyo. Dans cette expérience il ne s'agît plus de courant,

triqDM ptûsqn'il n'existe pas de circuit fermé sans lequel ce condam no «eul ' ^ , ^, , i « ji . .

meut- rant ne saurait exister -, c est umquement de I électricité

libre à l'état de tension , que la cbaleur accumule à l'extrémité cbaude du £1 métallique , comme l'action chîmiqne ou les forces électro-motrices de la pile accumule les fluides à ses deux pâles non réunis . Mais l'épreuve la plus décisive à laquelle on puisse soumettre la théorie des pouToin thermo- électriques , consiste dans l'explication qu'elle doit donner des courants qui se produisent dans un circuit composé d'un seul métal , lorsqu'une partie de ce drcuït , se trouvant plus fortement échauffée , netransmet pas sa chaleur avec une égale facilité dans les deux directions.

Avant d'exposer les fiùts qui se rapportent à c« genre de phénomènes, et de chercher leur explication, il faut remarcpier que le principe posé conduit à cette conséquence: (fie l'én^gie du courant thermo-électrique qui tend à s'établir de la partie chaude à la partie froide d'nn fil métal- Kque, ou que les masses de fluide naturel décomposées et recomposées entre les particules, sont proportîonndles au flux de chaleur qui uvverse une section du fil i en mettant en jeu sa condnctihilité intérieure. D'où il suit que toutes les modifications qui tendront à réduire l'intensité de ce flui

CINQDUITK-SIXIÈMB LBÇOK. a83

devront aussi diminuer l'éDergie du courant thenDo-^Iectrique. Par exemple, si la surface du fil acquiert un plus grand pouvoir rayonnant, ou une plus grande conductibilité extérieure, la chaleur qui se propage dans le fil se perdra eu plos grande proportion par le rajonoement, se transmettra en plus petite quantité de couche en couche , etconséquenuBent le courant thermo^Iectrique s'affaiblira.

Un circuit gai vanom étriqué composé d'un seul métal bien homogène , tel que le platine , ne donne aucun indice de courant , lorsqu'on chauffe, parlaflamme d'une lampe à alcool, un de ses points suffisamment éloigné de la soudure qui réunit ses deux bouts. Ce résultat s'explique facilement : la partie échauffée donne lieu à deux courants inverses et d'égale inttmsité , dont les effets estërieurs doivent être nuls, puisque la chaleur se propage de la même manière, et avec la même facilité, dans le fil, à droite et i gancbe du foyer ; c'est enfin comme si l'on échauSait une soudure de deux métaux diSérents , dont les pouvoirs thermo-électriques seraient ideatiques. Si l'on forme, avec le fil de platine homogène dn circuit précédent, plusieurs spires très voisines, sans interrompre la continuité de ce fil, et qu'on porte le foyer à droite et à gauche de la spirale, il se manifeste un courant allant de la source de chaleur aux spires i c'est qu'alors les deux courants tbermo-électriques inverses qui partent des deux câtéa de la source n'ont plus la même intennté. On conçoit en effet que le flux de chaleur doit être augmenté du côté de la spirale, oi^ une plus grandemassedemétal se trouve réunie dansun petit espace.

On peut encore obtenir un courant thermo -électrique avec nu circuit composé d'un seul métal , aussi homogène que possible, en coupant ce circuit, et formant avec les

a84 COUM DK PHYSIQUE.

deux bouta libres deux spirales , desquelles l'une est chsuFléek \a lampe, puis posée sur l'autre restée froide. On observe alors un courant, qui, pour la plupart des métaux, tels que le platine, l'or, rainent, va de la spirale cbaude à 1b spirale froide ; mais qui , pour certains métaux compris dans la classe de ceux qui sont fadlement oxidables, tels que l'antimoine , le fer et le zinc , marche au contraire de la spirale froide k la spirale cbaude.

Pour se rendre compte de ces différences, il faut remarquer que le courant thermo-électrique , qui tend à s'établir dans le bout du fil échauffé directement , est dé\k très affaibli par un décroissement moins rapide des températures, provenant de la chaleur àé]k communiquée aux parties Toisinet de la spirale , au moment oà l'on ferme le drcuit ; tandis que la spirale froide étant mise alors brusquement en contact avec une source de chaleur, son pouvoir thermoélectrique se développe avec toute son énergie. D'où il sait que si le flux de chaleur qui franchît la surface de contact des deux spirales est égal ou supérienr a celui qui se propage en sens inverse dans le fil échauffé , le pouvoir thermoélec triquedu bout frvid doit l'emporter, etlecourant marche de la spirale chaude à la spirale froide. Hais si , au cou* traire , les conductibilités intérieure et extérieure du métal éprouvé sont telles que le flux de chaleur qui travene la surface de contact doive âtre moindre que celui qui s'écoule dans les parties éloignées du bout échauffé , le pouvoir thermo-électrique de ce dernier sera prépondérant, et le courant électrique observable s'établira de la spiraU froide il la spirale cbaude.

Lorsque l'expérience précédente est faîte sur le enivre, et que les deui bouts sont bien décapés, il ne se produit

cuiQuiKTE-gixiÊKE LEçoH, a85

pal de courant; ce qui tient à la grande conductibilité da cuivre pour la chaleur, qui est telle que, les deux parties étant mises en contact, la cbaleur se propage avec une égale facilité et eu même quantité dans les deux sens, comme a^i) n'existait pas de solatioa de continuité. Hais si le bout chaud est recouvert d'une couche d'oxide, par une application convenable de la flamme, on observe on courant qui va delà spirale chaude à la spirale firoide, comme pour le platine , par exemple ; c'est qu alors la conductibilité extérieure du bout échauffé étant augmentée par la couche d'oxide qui le recourre , le flux de chaleur qui traverse les aecUoDs de cette partie du fil , et qui met en jeu la couductîbilité intérieure, diminue par cette circonstance, et devient conséquemment moindre que le flux qui passe dans la spirale froide, dont le pouvoir rayonnant est resté très faiUe-, le pouvoir thenno-électrïque de cette dernière spirale doit donc l'emporter, et le courant naître et se diriger eomme l'expérience l'indique.

Dans UD circuit composé d*an seul métal , dont les deux bouts sont soudés , on observe quelquefois des courants thermo- électriques , en chauffant une partie éloignée de la soudure; ces courants nepeuvent être attribués qu'à undéfaut d'homogénéité du fil ; le fer et d'autres métaux dont le pouvoir thermo -électrique est très grand, dQuneot souvent dt>s courants de cette nature. Ou peat établir ce principe général, que toutes les circonstances qui tendent à modifier les lois de la propagation de la chaleur dans un fil métallique, telles que les changements brusques de nature, de densité , d'élasticité , de poli extérieur, des corps étrangers ou des fissures intérieures, tendent à produire des différences dans les énergies des courants thermo-électriqnes

de directions opposées , d'où résulte un courant observable. Par exempte, lorsqu'on fait rougir pendant quelque temps une partie d'un circnit-ler, et qu'après son refroidissement on dchaufie le fil dans le voisinage de cette partie, on ob- Mire presque toujours un courant, dû à ce que la portion du fil , primitÎTenient échauffée au rouge , a subi une altération dans plusieurs de ses propriétés physiques. Cuutire ^7 1 ■ I'^ couranta thermo-électriques , on produits par '^'''^nu*' l'inégalité des températures dans un circuit métallique, se tb«rma-<leo distinguent des courants Toltaïqucs et magnéto-électriques, en ce qu'ils sont transmis beaucoup plus difficilement à travers les liquides. Le courant thermo^lectrique le plus intense n'agit plus que très faiblement sur le galvanomètre, lorsqu'on coupe te circuit, et qu'on immei^ séparément les deux bouts libres, armés ou non de plaques métalliques, dans un même vase contenant de l'eau, dont la conductibiHlé est augmentée par des sels ou des acides j et si ta distance des plaques ou l'épaisseur de la couche liquide est suffisante, tout indice de courant cesse. Cette propriété négaUve permet de séparer l'un de l'autre un courant voltaïquc , et un courant thermo-électrique, qui suivent on même condocteur. On donne g^éralement le nom de courants hydro-électriques à ceux qui ne sont pas arrêtés par tes liquides.

D«ltpil« 87Ï. L'action de lachateorquiproduit un courant dans ihnii»i-él«c- '. . . , ,

iriqua. un circnit est assez énergique , surtout lorsqu on accouple

des métaux ayant des pouvoirs thermo-éiectriques très différents, pour qu'on puisse construire des thejmomètrcs thermo-électriques d'une grande sensibilité. M. Pouitlet a formé un thermomètre de cette ilature avec deux plaques de bismuth et de cuivre, sondées par leurs deux extrémités,

CIHQOUn'E- SIXIÈME LEÇON. iS^

etdiipoaéesde tellemaDiére, qae le circuit qu'elles forment puisse agir de très près sur uo système d'aiguilles simantdes ; en touchant avec la main une des soudures, les aignilles éprouvent de grandes déTiations.

M. NobiH a imagina nn autre thennomètrethenncMflectrîque , composé d'un grand iMHobre d'éléments de deux métaux différents, altenutÏTement soudés les uns aux antres-, le polygone qu'ils forment est replié de telle manière qne toutes les soudures d'ordre impair soient d'un cdté, et toutes celles de l'ordre pair de l'autre cfttë de la masse totale , qui a la forme d'un cylindre. Tous les éléments sont recouverts latéraleme^ d'une substance isolante ; les •oudures seules apparaissent libres sur les bases du cylindre. Le tout est enveloppé d'un tube de cuivre, terminé d'un côté par une sorte de miroir parabolique ; enfin le polygone est interrompu, pour qa'on puisse fermer le cir- CDÏt par le fil d'un galvanomètre. Quand on tourne Taxe du miroir parabolique du cdté d'une source de chaleur rayonnante , même très faible , l'aiguille du galvanomètre ■ est déviée.

Cet appareil est fondé sur cette propriété , constatée pour la première fois par MM. CSÎritcdt et Fourier, que lorsqu'on chauSe de deux en deux les soudures d'un polygone fermé , composé d'éléments de deux métaux différents , alternativement soudés les uns aux autres , en maintenant ïa soudures intermédiaires à une température constante , le courant multiple qui s'ensuit augmente d'éoe^e avec le nombre des éléments , quoique dans ane proportion plus faible que ce nombre. M. Melloni a perfectionné la pile thermo-électrique, qui est maintenant ie pi os sensible et l«

a88 COURS DE PBYSIQUE.

pliu exact de tous les ioatruinents dont on puisse te servir' pour étudier les lois de la dialeur rBycnnante. ^Pg^"" 873. Dans l'appareil de M. Melloni, construit par H. UdloDi. }[, Goarjon , la chaîne métallique est composée d'une cinquantaine de petites barres altemativeG d'antimoine et de bismuth, ayant chacune 28 millimètres de longueur et 3 millimètres carrés de section. Cette chaîne, disposée en faisceau, a la forme d'un parallélépipède; ses extrémités apparaissent sur l'une des bases du prisme, dite po»térienre, et qui contient en outre toutes les soudures d'ordre pair , celles d'ordre impair se présentent à l'autre hase appelée antérieure. Un fit de ciuvre entouré de soie part d'une des extrémités de la chaîne, s'enroule autour du cadre rectangulaire et vertical d'un galvanomètre à double aiguille construit avec soin, et aboutit ensuite h la seconde extrémité du polygone. Un limbe gradué de carton, percé en son centre d'un trou où la paille , traversée par les deux aiguilles, passe librement) est fixé horizontalement ai^ dessus du cadre et en-dessous de l'aiguille supérieure , de telle manière que le diamètre correspondant au zéro de la ' graduation soit parallèle aux longs côtés du rectangle. Le cadre doit être orienté de telle sorte que l'aiguille visible s'arrête au-dessus de ce diamètre, dans la position d'équilibre du système , sous l'action seule des forces magnétiques du globe. La pointe de l'aiguille alors située sur le zéro de l'échelle est l'index de l'instruraent.

La pile thermo -électrique forme un prisme droit, dont

cba^e base carrée a i centimètre de côté. Le faisceau est

entouré d'un anneau carré en cuivre mince, garni inté-

Fu. 440. rieurement avec du carton , et fixé sur un support, de telle

i.vGoogIc

tuaaière que Tue de la pUe soit horizonUl. De eh«jae otSié de l'anoeau est odaptd un tube de cirirre d« 6 centimètres de longueur , poli à l'ext^ear et noirci sur la surâkce interne. A une certaine distance en avant de le pâle sont des supports destinés à recevoîi^ des écrans métalliques; l'un mobile, et complétemaot opaque, est place plus prés de la source de chaleur «. d sert k iolercepter on à rétablir son action-, l'autre fiie, et'pins voisin delà pile, est percé d^une ouTerture égale h celle des tubes , et forme un diaphragme qui ne laisse parvenir it la pile qus des rajens de chaleur h peu près parallèles à son axe; i l'arrière se trouve un troisième écran, opaqBeetm(rf>ile. Enfin les ouvertures deg tubes peuvent être fermées par de petites plaques métalliques , qui glissent sur lecra borda en toamant à frottement dur autour d'axes borizontanx. Les applications que H. Melloni a faites de cet instrument, . et les découvertes importantes qui en sont réinltées, Sfot décrites dans la cinquante-neuvième leçon^

874- Mais ces applications supposent l'exictencfl d'une U^odo table degraduation, qui donne la relation existante entre la podnatioD déviation et la forcedn courant thermo- électrique qni lapro- ' tfa^^^ duit. VoiciparquelsprocédésM.Melloniaconstruitcetteta- '='•«'''<!"•■ ble . Il s'est d'abord assuré qu'entre o* et ao°, la déviation indiquée par son instrument était sensiblement proportionnelle il laforcedu courant; car, ayant exposé suGcossivement les deuxestrémitéadela pile, l'une à une première source d« chaleur éloignée de manière k faire dévier l'aignille de ao* dans unsens, eti'autreà une seconde aourcp produitant 10' de déviation dans l'antre sens , il observa qu'en faisant agir ces deux sources simultanément, l'aiguilleétait déviée de 1 o*, on précisément deladil^nce entre leA deux premières dé- III. ,9 .

a^ CSUM DE PHYSIQUE. ,

Tiati«u5. ItsM cette propprUoDRaUle a'csjslaitpluipsiir des déviKtioMSUpénBures^ao'i pargxemple, lorsque les doux Bouroeaoppcw^es étaient capables. de produire dasd^TÎations coatraireBde44*^de4a°i eaigUsaattéparëmeDtaurlapîle, Iflon effetsràiniidoaaaMOtuBe4^TÙtiDDdie8°', ensorteque UditTénnce des întenvt^ de ces çoumots tiquÏTaJ^it à httit ibis l'iateiuit^ du coivant pris pour utûté, quoique la difi^ reticed«s déviatioascorrespoDdantqBaelutquedc 3 degrés.

D'après ceU , M. MeUoni étudia la marche de l'aiguille, de 4 °o 4 degrés, depuis «0° jtuqu'à 44°> o détârmioant, comaie dapsl'evmplepr^édeat, U diSerenoe d'iaten^ité deBCDurauts capaUes de pruduireles deux déviations sc'pavie» p&r choqua intervalle de quatre degré*. Il put easuite, par une mé^odo d'interpoUtion facile à îoiagîuer , déduire des nombre» qu'il avait obtenus dam cette série d*expérianoca , tous les éléments de la table dont il s'agît , jusqu'à 44°) dériatioa extrême qu'il se proposait de ne pas dépasser. L'étendue de ao°, dans laquelle la déviatioD s'est trouvée proportionnelle à la force galvanométrique , dépeud de la laideur occupée sur la jante du cadre par le fil multipHcatinir ; elle pourrait être très différente dans un BDtM appareil.,

8^5. L'aigwlledu^lvaDomètre n'atteint ordinairein^it ■>• une positioq d'équitibre qu'après avenir décrit un grand nonobve d'oMÎUations.i eo sorte q^e chaque observation «iigebuitit dix minutes. Pour abréger ce lempa, U- MeUoni a imaginé de placer au-dessous de l'aigaille un disque de cuivre , aor lequel se trouve collé le limbe de papier qui porte la gradualioUj l'influence de ce disque amortit opidément l'amplitude des oscillations , et diminue leur nombre (5856). On paut d'ailleucs observer «eulemtnt le pre-

ClIIQOAHTE-SiMÈHB LEÇOR. 39I

mîer ara d^rit par l'aigmlle , qDwid elle quitte le zéro pour tendre vers la pMÎtioD d'équilibre que lui assigae rÀ:hauffenoent iaëgal de la pile tbermo-électrique ; cet arc , que M. Melloni appelle arc d'impuUioD, est plus grand que la aviation qu'il s'agît de sonataler ; mais cette deroière peut b'cu déduire à l'aide d'une uouvetle taUe , qui donue let arca d'impu Inod GorreBpoDdants à toutes lea déviatiom , et qui doit avoir été construite d'avance par nue suite d'obser^ Tationa faites avec soin.

S76. L'appareil thenuoscopique de M. Melloui n'est pas Tfaemole seul thennomètre fondé sur les propriétés thenno-élec- iberma-élMtriques des circuits métalliques hétérogènes. M< Becquerel et d'autres physiciens ont souvent fait uasge , pour comparer les températures , d'un circtût compose de deux fîb de métaux différents , plus ou moins longs , et soudés ensemble ; le circuit s'enroule en partie sur le cadre d'un galvanomètre. Dans leurs parties extérieures les deux fils sont recouverts d'une conche isolante, de gomme laque, de verre ou de porcelaine , à l'exception des soudhres qui doivent être libres ; ces ûls peuvent alors être réunis parallèlement sans inconvénient. Une des soudures étant expoaée dans un nùlieu dont la température est connue , l'autre est portée au point qu'on veut explorer i la grandeur et le sens de U dénatiou , lorsque le galvanomètre a été primîtWement gradué, indiquent la différence des températures desdeuxsoudures, et par suite celle de la seconde.

Ijcs deux métaux doivent être choisis de telle sorte cpe W forces gnlvanométriques , correspondantes aux déviatioufl de l'aiguîlle, paiaient 4tre regardées comme proportKHiBellefl aux difi(!r«nces de chaleur que l'on se jnupose d'observer. Ainsi, s'il s'agît de basses températuras , on

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3ga COunS DE PHYSIQUE.

peut employer lefer et le cuivre, dont les pouvoirs thermoèlectriques sont très dissemblables ; ce sont les métaux dont on se sert pour étudier les variations de U tempéraUirc dans les difTéreutes coucbes, soît d'une masse d'eau profonde , comme l'ont fait MM. Becquerel et Breschet sor le lac de Genève , soit de l'atmosphère , comme l'ont entrepris plusieurs physiciens. S'il s'agit au contraire de mesorer de très hautes tenipératnrea , il faut que les deux fils aient des pouvoirs thermo-électriques presque égaux; on peut alors employer le platine et le palladium , comme l'a faîtM. Becquerel, pour comparer les températures des différentes partiesd'aDe flamme, et celles d'uu four à porcelaine, tindnaiion S??- L'cxactitude des résultats fournis par ce genre *'**in*tt«'"~ d'instrument dépend en grande partie de la perfection de thermo-clec- g^ graduation, ou du soin apporté dans la construcUon de la table qui donne les forces ou les énei^es des courants thermo-électriques, produisant les différentes déviations de l'aiguille du multiplicateur. Voici le procédé indiqué par M. Becquerel pour effectuer cette graduation. Après avoir choisi les métaux qu'il convient d'accoupler, on en compose quatre circuits tout-à-feil semblables, que l'on entoure d'une substance isolante , a6n de pouvoir former en les réunissant un faisceau que l'on enroule sur le cadre du galvanomètre; les parties de ces circuits qui sont en dehors du cadre sont séparées , et doivent contenir toutes les soudures. Les deux soudures de chaque circuit, reatfermées dans des tnbea de verre recourbés, peuvent âlre exposées, l'aue dans on vase contenant de la glace fondante, l'autre dans un bain de mercure muni d'un thermomètre , et que l'on échauffe plus ou moins par une lampe k alcoel placée au-dessous.

CUIQOUHV-SIXIÈUE LEÇON. ^93

D'après w^ dlspoaitions , un seul circait reoda actif, tandis i{1m les trois autres «estent inertes ou conserrent )a nAme températore dans tontes leurs parties , produira une forae galvanoinétriqae représenta par ruoit^, pour une certaine tempà^tnre du bain. Si deux des cifcoits deneooeot actifs par la oéme différence de température , on aura une force double i eoân une force triple ou quadruple « si trois des circaits, ou tous les quatre sont traités de la mjme manière. Les déviations observées sur le galvanomètre corraspondront donc dans ces quatre cas & des forces qui seront entre elles comme les nombres i, a, 3, 4- Si l'on répète ces expériences en élevant sticceasivemeat la tempëratare dn bain , on pourra parcourir tontes les dévidions comprises dans un qaadrans , et assigner les rapports d^énergie des courants qui les produiseat.

La table proposée étant ainsi construite , on pourra , si un le juge nëceasaire, défake l'appareil pour le remonter avec- un seul circwt, qui &sse le même nombre de tours sur le cadre du galvanomètre-, les spires de ce circuit unique occupant sut le cadre les mêmes positions que celles du faisceau ptinaitif , les résultats des observations powroDt élK facilement exprimés, & l'aide de la table, en unités dp forces gaivsnométriques -, pour les tradaire ensuite en degrés de température , il suffira de déterminer , par une expériende directe , la force correspondante n une différence donnée des températures des deux soudures, prise pour unité.

878- Si le m*nvement de la chaleur ))rodnit des cou- luéetiiu lanls dectriqves, on sait qu'inversement le mouvement de (nHpraduiie l'élactriùté développé de la chaleur (§ 766 ) ; mais les phé- ^'^^t, iwmènes thermo-ëlecbnques sont conjugués à Que autre *<>'t*'*l<'**-

394 COUHS DE PHYSIQUE.

clame d« faîte dont la réciprocité est pliu paHute encore. La production des courants clansun circuit compovédeplBsieont métaux, lorsque les tempéra tur«e des soudures sont rendues inégales , ccmduit k rechercber si dee couruita proveatnt de tonte autre canse, et traversant un circuit hétérogène, n'oecasiouneot pas des différences de teinpératuR! aux soudures métalliques de ce circuit. Cet effet inversa résulte d'expériences faîtes, par M. Peltîer, sur des gosrants Toltaïques assez faibles pour ne pas échaufer tes mentaux traversés au point de rendre impossible tout procéda de mesuro.

Voici la description des appareils dont se sert H. Peltîer. n mesure les températures des Afférentes parties d^n conducteur bétérogtee , qui réunit Iss deux pôles d'un »mple élément vollaïque, k l'aide d'un genre de thermomètre tbernw-éleotrique , composé de d«ux couples bisamXh et antimoine; d'antres fils métalliqnes complètent un ôrcuit galvanométriqne. Les conpies sont disposés de telle sorte que leurs soudures , rapprochées de mamàw à pincer la partie du conducteur interpolaire qu'on veal explorer, puissent s'échauffer aux dépens d« la ehalenr produite dans ce conducteur, et que les éebaufléaKnts de ces deux soudiuvs occasionnent des courants dienoo-électriques concordants , dans le circuit dont elles font partie.

La déviation de l'aiguille mesure l'énei^e du courant multiple, et par suite la température dessoudorcs^ ou celle de* la partie touchée du conducteur ; les extrémités Kbres des deux couples , et le rcAe du circuit , sont k la températnre du lieu , et suivant que l^tgnille est déviée dans un sens ou dans l'autre, elle indique au point exptoTd uneélëvatîOD ou OM abaiaeement de température. Le cirouit, dont

ciHQcrtHT^smfcKE LEÇON. agS

fait partie l« conetnoteur hétérogAiie, cmapretid «ni: Imk de cuivre offlwtrt on ceicl» gradué que stmaonte vme aiguille aimaotëe, appareil qui sert fe meenrer l'àxirgîe du courant Toltaïqne.

M. Pdtier a d'^wrd étudié l'él^Tation de tenperatan d'un fil condocteur homogÂne, paroouru par nu bible courant voltaïque. Cette ëléTation de température est la même sur tout* la longueur d» fit , à l'exoeptioii des deux uu trois ceotimètres siturfs vers les extrëmitris-, là elle est plus forte ou plus faible, suivaut la nature dfes attache! qui retiennent le fi). L'intensité du courant pour un fil de même longuenr crok avec la surtkoe immergée de l'élément voltai'que; si l'on emploie des fill de lougaeim difiérentes, on peut reproduire un couradt de ménke intensité, en immei^eant plus ou moins l'^ément^ lorsque ce courant d'intensité constante est obtenu, l'accroissement de température qu'il produit dans le fil reste te même quelle que soit sa longueur.

Mais les résultats les pins remarquables obtenus par M. Peltier sont les inégalités de température, mamfes' tées par la [ûnce tbermo-électrique , aux soudures dm métaux différents introduits dans le circuit voltaïque. Pour énoncer de suite l'ensemble de ces résultats , nous conriendroos d'appeler se/u direct, par npport k une soudure , celui du courant ibefmo-éleclrîqua qui serait produit , si cette soudure, faisant partie d'an circuit tout alétallique', était seule échauffée directement. Ceik posé, M. Peltiera constamment trouvé qu'une soudure de denz métaux dtfférents acquiert une température senublement plus grande par un courant inverse , que par un courant direct de même intensité. Comparée à la température du lieu, celle de la

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2^ COmG DE PUMlQOE.

soodore est toujoura pW forte sous le coursnt inverM; uni» MUS le courant direct, eUe est souvsnt pluA ftùble. Par exemple, une soadure biBiDUtb-aotîmoiDe , qui s'échauffe lorsque le courant est inverse^ ou qu'il marche de t'aotûnoine au bismutb, se refroidit an cootraire lorsque le courant est direct, ou qu'il marche du tûsmuth k I'mitimoioe.

Froid pro- ^79* PouT bannir tout dqiite sur la réalité dfi l'abaisse- ^«wwini'"' ™^°* ^^ température signala dans cette dernière citcous- Toiniquo. tance, M. Pelâer a substitua à la pince thermo-électrique un tbennomètre à air. Ls soudure étant au milieu de Ja boule de verre, les barreaux traTersaient les parois dans Fk iii ^^ ouvertures dont les joints furent soudés ; le tube capllaîre du thermomètre plongeait dans un liquide coloré. Le couple étant alors traveisé par un courant direct , on Toyaît le liquide s'élever dans le tube; ce qui indiquait le refroidissement de la masse d'air intérieure, et coaséquemmeot celui de la soudure. D'après la loi générale, qui râume les nouveaux faits découverts par M. Peltier, on voit qn'un circuit, icomprenaot plusieurs métaux soudés bout à bout, et traversé par un courant voltaïque, doit offrir des températures inégales, les soudures où le courant est inverse s'échau^nt plus que celles où ce courant est dii«ct. Il est à remarquer que cette inégalité de température, uoe fois établie, tend k produire un courant thermo-électrique, opposé à celui qui parcourt forcément le circuit; mais le liquide où plonge l'élément voltaïque s'oppose à la libre drculatioD de ce courant contraire.

CUtQUÀMTB-SEPTlklCE LBÇOH.

ÉlectrO'cliiiiiie. — Courants produiu par des acdona chimiques. — Théorie dectro-chimi^e de la pile. — Effels chimiques de U pile. — Pohrilé électrique des -lunes méuUiqotf. — Piles i «MEuit coasUut..