Le d^TCJoppemeDt des fluid«a âectriqoes du» les Counnu

l.< ,. I .11, piodulU HT

actions chimiques, et réciproquement ie pouvoir de dé' dataetiou traire et d'opérer des combioaisons que possède ]' électricité *" '^'""' «DmouTement, constituent une science séparée, àlaquelle on donne le nom d' Electro-Chimie. Ses applicatioM sont d«T«nnes trop nombreuses, pour qu'elle puisse maintenant faire partie du coura de physique; d'ailleura presque tons les pb^nomÂnes qu'elle embrasse dépendent du rapport des affinités qui existent entoe les substances pondérables , et cette eirconstance établit sa Eaison intime avec hi chimie, dont elk emprunte à chaque instant les dénomïnationB, et qu'elle éclaire de ses résultats.

On ne peut donc entrer ici dans tous les détails nécessaires pour donner une idée complète de cette science -, Bons deroos nous borner à énoncer qudqnes lois générales , et plnsieuit faits <{u'3 importe de connaître. Le principe général du développement de l'électiicilé dans les actions chimiques peut s'énoncer ainsi : quand deux corps se com-

398 COVRS Dl PHTSIQn.

bJDCDt, du fluide naturel ettd^oropoaé, le corps qui joue le rdie d'acide se charge d'électricité positive, et celai qui se comporte comme uo alcali ou une base prend Télectricitë négative. Cette loi ïmportiuite a éii établie tt'oDe manière iaroutestable par M. Becquerel , l'un des créateurs de l'électro-cbimie ', voici plusieurs eipériences faites pac ce pfajncien.

De l'acide nitrique étant versé dan» uM capsule de porcelaine, on j plonge en même temps une même longaenr de deux fils d'or ou de platine, dont les autres bouta sont mis en communication avec le fil d'un moltiplicateur très sensible-, on n'observe alors aucun courant-, mais ai Ton verse près de la partie immergée de l'un des fils quelques gouttes d'acide bjdro-chlorique , afin de former de r«au njgale qui paisse attaquer le mëtal le plua voisin, la dévia^ tion du galvanomètre signale nn courant , dont ta sens indique que le métal attaqué prend Télectricité uégstiTe 1 et l'acide l'électricité positive. On peut aussi w servir d'une pince de platine , qui retient une lame d'or aaveloppéc de papier Joseph, et que l'on plonge dans l'acide nitrique^ le manche de la pince s'attache a l'un des bouts du mult^tlicateur, tandis que Vauti« bout se termina dans le Uqaide paruM lame de platine: aossitât que l'on vdne une goutte d'acide bydro-chloriqœ dans le voisinage de la lame d'or immergée, l' aiguille est déviée, et )e conraot suit la même direction que dans l'expérience.

Le même procédé est applicable à tous les méUuz ; mais on observe qadqaefois des courants variablca d'intMMité et m^me de sens -, ce qui tient h plusieurs causes pauvaot prtH duire sânultaoément des courants sensibles plua on moins concordants. En ellet, quand un métal est attaqué par on

ClNQDÂNTS-fiBFfiÈlifE LEÇO». ^99

liquide, il j a : i* prodaction de chaleor-, 2° fonnitioa d'uB compoeé; 3* actioD de ce composé sur le métal; 4° enfin «ation de oe même composé sur le Ucjaide ambiant-, ce qui donne quatre causes distioctes de dévelo[K pement d'électricité , dont il est souvent impossible de séparer les effets. M. Becquerel cite un grand nombre de faits qui prouvent l'existence de courants produits par ces quatre causes.

88t. Pour constater le développement de l'électricité Connnb 1 11 . 11 1 > . .. ■ pïodoiU pir

dans 1 actioD mutuelle de deux liquides , on peut se servir dM liquido.

de ptusïeun appareils. Les deux boots du multiplicateur se terminent par des lames de platine dans deux capsales contenant de l'adde nitrique, et que Ton réunit par une mMie de coton imbibée d'eau ■, on verse ensuite doucement, vers le milieu de cette mèche, mie goutte de chacun des deux liquides dont on veut étudier l'action mutuelle -, au moment de leur contact on observe on conrant dont le sens indique les états électriques des deux lîquîiles, lors de leur combinaison. Autrement, les deux capsules, qui reçoivent les bonts en platbe du multiplicateur, sont séparément remplies des deux liquides dont on vent étudier l'action-, 00 les réunit p» une lame deplatine doublement recourbée, et il n'y a pas encore de courant observable; mais si sur cette lame de platine on dispose une mèc^e d'amiante qui mette en commnmeation les deux dissolutions, le courant dû k leur action mutuelle est bientôt manifesté. Enfin on peut se sernr d'une cuillère de platiue attachée & l'un deff bouts dn galvanomètre, et dans laquelle on verse un des liquides -, puis on y plonge une lame de platine fixée k l'autre bout, après l'avoir préalablement mise en contact avec ta seconde dissolution. Le m^e appareil peut

30O COUKS DK PUVSIQDK.

sarvir pour étudier l'action d'usé suLsUnce soKde sur le liquide de la caillère; il suffit de substituer, à k lame de platine, une pince du mâme m^tal qui retient «■ morcean ie cette substance.

Quand les deux liquides ëprouvéa sont un aoide et un alcali, le sens du courant indique toujouis (]ue l'acide pr»nd l'électrioité positive , et Valcali l'électricité n^ative. Dans l'action dissolvante de l'eau sur un acide, l'eau se comporte comme ua alcali \ lors de sou action sur nu alcali elle joue le râle d'un acide. L'acide phcaphorique est toujours positif lorsqu'il se dissout dons d'autres acides. L'acide nitrique est positif avec les acides hydro-chlorique, acétique, nitrenx^ n^tifau contraire avec les acides sulfurique, pbosphoriqae. Lors de l'action mutuelle de deux dÏMolntions de sels neutres , la jJus saturée prend l'électricité positive-, ù les sels dissous sont acides ou alcalins, les deux liquides se conduisent comme des acides ou des alcalis. Les doubles décompositions des sels neutres s'opèrent sans dégagement d'électricité.

Dans toutes les expériences qui servent à constater ces lois générales, l'emploi des lames de platine comme corps conducteurs, destinés àiêrraer le circuit galranométrique, exige des précautions préliminaires i car les corps étrangers, qui adhèrent presque toojouis a la surface de ces lames , pourraient produire des courants secondaires qu'il importe d'éviter (§ 886). On j parvient en lavant les lames de platioe dans l'acide nitrique puis dans l'eau distillée, les lâisaut rougir, et les laissant ensuite quelque temps en contact avec 1rs liquides dans lesquels elles doivent ^tre

•lea liquide* 88a. Si l'on plouge deux lames de cuivre, terminant le

CIBQDAlITE-SBPTteiŒ LSÇOM. dOI

S\ da mullipltcatear, dam denz capsules remplies d'une dissolution de nitrate de cuivre , et remues par uoe mécbe d'amiacte, une goutte d'acide nitriffoe versée dans nue des capsules rend négatÎTe la laoïe qui i^j trouve-, et cet eSet doit être attribué k l'actioa chimique, car le nitrate de cuivre qm se forme oe peut exercer qu'une action très faible sur la dÎBSolutioD da m£me sel qui l'enviroDue. On constate le même effet ^ectrique , dâ à Tactioa ehimique d'un acide sur un métal, eu opérant de la m^me manière, sur l'étain avec son sul&te , te zinc avec son nitrate , le fer avec son hydro-chlorate , le plomb, l'antimoine, le bismuth avec leurs dissolutions respectives; l'acide introduit dans l'une des capsules étant le même que cdui du sel diawns. Dans ces difi^rents cas le sens du courant indique que U lune de métal attaquée prend au liquide l'électricité négative.

Lorsque les deux bouts du multiplicateur, terminés par des lames de métaux différents, plongent dans deux capsules contenant nn m£me tiquide , et réunis par une mèche de cotou ou d'amiante , si les deux métaux sont attaqués , le MUS du courant indique généralement celui qui l'est plus fortement. Par exemple, quand on prend pour liquide de l'acide. sulfuri<fne très étendu, et pour nnitanx le zinc cl l6 cuivre , le zinc prend l'électricité négative comme s'il était seul attaqué. Maïadans tontes les expériences de cette uatwe , les composés qui se forment réagissent sur les métaux et sur eux-mêmes, en sorte que la cause du courant observé est toujours très tjomplexe. Si, toujours dans le CBS du zin^ et du enivre , le liquide des capsules est une dissolution saturée de sulfate de sine, il ; a un courfint Êiible, qiu va duxinc au liquide, comme pour l'acide sul-

3ua cou» iiB PHYSIQUE.

AirH|ue iSleodui- cet effet prouve MdennieBt que la disselatioD agit sur les deux méUax , et plus fortement sur le ziac. Si la oapsule où plonge le cuivre contient une dis- •olution latur^e de nitrate de cuivre, le courant qu'on observe, et qui eat très énergique, va encore de )a aecoude capsule à la première; dans ces circonstances ïeSet âectrique doit être attribué k l'action mutuelle des deux dissolutions, et indique que le nitrate de cuivre est poàtif par rapport au auliâte de sine.

883. L'intensité du coaraol produit par une action cbiroique ne dépend pas uniquement de l'énei^ie de cette actionj car les fluides électriques, séparés lors de la coorfnluison , se neutralisent presque complètement an lien atème où elle s'opère, en sorte que le fil du galvanomètre oe livre passage qu'à la faible portion de ces deux Suides qui échappe à une recomposition immédiate. D'après cela , le plus ou le moins de conductibilité des substances complétant le circuit, doit avoir une grande influence sur l'iatennlé du courant qui le parcourt. M. de la Rive a étudie avec soin cette «anse de variation dans l'intensité des courants, et a déduit de cette étude l'explication d'un gnmd nombre de faits anomaux.

Si dans une caisse , contenant hù liquide qui fait partie d'unckctût voltaïque, on place une cloison de platine, que le courant soit obligé de traverser, le galvanomètre indique que cette iuterpositioa dûnioue l'énergie du eonrant, quoique le platine soit an corps meilleur coudDCtear que le liquide. Cette lame dimhiue donc la quantité d'électricitiî qui traverse le liquide ; si l'on inler[A>se une aecoa4e lame, il en passe eoc«re moins. On doit condure de là que rélcotricité éprouve 4c la difficulté et une perte.

CIHQDAHTE'SKPTiÈltE LEfON. 3o3

dana bob piHny i'na toodocteur it un autre , comme la obaleor «t la lumi^N. L'analope devient plus frappaote «nctwe ipaad oo observa que la perte faite par le courant, et meatirëe à l'aide da galvMioinâtre, est moindre poar la seconde lame de platine que pour la première, waiadre psnr la troiaiime qae pour la secoade. Ainsi l'éleetoicitrf des courauta ninuontc plus facilement les r^sùtBBcesqtiî s'opposent^ ion mouvement, lonqu'ellcad^ià oinaent^ des réaictances sDatognsa.

884 ■ L^ efflits électrique* que l'on observe dans un cir- Théorie cuit oii a't^iâvent des aotioos chimiques, ne peuvent s'ez- infque°(iVla pJiquor conpiétement en adoptaot exclusivement l'idée de '"'"' Volta. Dans les expériences citées aux paragraphes 8So, S8i , 88a, il y a bien plusieurs soudures de métaux diffi^rento , mais le* divers coataoti métalliqœe d'un même circuit sont presque partout placés sjmétriqusmeot , et de telle iBBAÎère que les foECes électro-motrices dussent détraiie MotttueUement leurs efièts; tandis que l'on observe ■B cowrant souvent très énergique , «t qiù varie méam de (braotion suivant ]» nature des liquides interposéa. H faut dono adoaetfrs-le développraieat de Téleatriaité dwts les aciiona cUmiquea \ ou' est alara cotuloit à regarder ca développocMtit oomnoe l'umque cawedea pbéoom^es de la pile (§ 7S8). Dans cette hypothèse, l'équilibre do» fluides defdiiipiesl. Tétat de tension , ma deux pôles dfe l'of^Mreil voltaïcpie, s'explique comme il suit i

CoDsidéroos, pour fiaec les idées^ le osa d'une pile à sugea, foRnéé avec des couples de [Jaques ottivre et zinc, et contenant. comme liquide interpoturcde l'acide sulfurique étendu d'eau. 11 y aura autant de source^ d'élfCtricitë dans l'appareil , qu'il y a de surfitces planoa de bAic ,

3l>4 COOHS DE PUrStQUK.

cusc^tibtfls d'être attaquées par le lî<jai<l0. Dans chaque case l'actioB chimique de l'acide snlforiqoe , snr le anc qui forme une de ses parois, donnera Heu k- un dégagement d'électricité positive vers la liquide, et d'ëlectricib! négative vers le zinc. L'électricité positive condaite par le liquide, et par la paroi cmvre, ira recompowr du fliûde natorel avec le fluide négatif reeaei] 11 surleùncdncoa^ auivant. L'électricité négative, conduite par le zioc et le enivre, ira aussi recomposA du fluide oatorel av«c le fluide positif du liquide de la case précédente. Ainsi- les électricités, développées aux ptrroîs attaquées des anges successives , se recombineront vers les parois qui ne le sont pas. I

Il n'y Qura que l'électricité positive répandue dans la ' dernière case liquide à une extrémité de la pQe , et l'électricité négative refoulée sur le dernier couple k l'autre extrémité, qoî ne pourront se recomposer immédiatement avec des âuîdes contraires voisins. Ces fluides, s^aecomnlant aux pôles par la continuité de l'eCtion chimique , et i acquérant ainsi des tensions do plus en pins grandes, il arrivera bientôt on moment où ces tensions, et les attractions que ces masses de fluides contraires exerceront l'une sur l'autre, seront suffisantes pour vaincre toute» les réaiatances que la pile oppose Ji leur passage et à leur combinaison. A partir de cette époque, les tensions extrAma» conserveront des intensités constantes , et les nouvelles quantités de fluides contraires, tonjoura développées par les actions chimiques, se combineront, soit de siate- A chaque paroi, soit en travenant une certaine étendue de la pife.

On concevra facilement que les cases et les éléments

COflJOAilTR-SEPTlÈME LBÇON. 3o5

bstr^mes ne scrout pas les seuls (jai devront manifester de l'ëlectricité libre , lorsque les tensions Buront acquis leurs limites stationna ires. En ftsaimilant la tension d'un iluitle électrique libre à la pression d'un fluide pondérable , il devra y «voir une dilTërence entre les tensions des masses fluides, séparées par une surface qui opposera une certaine résistance au passage de l'éleotricitë -, cette différence sera en quelque sorte la mesure de cette r^istance. Ainsi la tension de l'électricité devra être de plus en plus petite, à mesure que l'on considérera des éléments de la pile dé plus en plus éloignés de l'un de ses pâles. Si la pile est isolée, cbacuue de ses moitiés sera électrisée de la m^me manière que le pôle qui la termine , et le fluide correspondant aura une tension décroissante , du pôle vers le milieu de 1k pile. Si un des pôles est en communication avec le sol , toute la pile sera chargée par le fluide libre accumulé au pôle opposé, et qui, tendant à s'écouler dans le sol , se répandra dons toutes les cases, et y manifestera une tenùon, décroissante d'un pôle à l'autre, en quelque sorte proportionnelle , en chaque section , au nombre des obstacles offerts à l'électricité, et qui la séparent dit Sol-

Lortque le nombre des éléments d'une pile devient plus considérable, te nombre des obstacles que les fluides accumulés doivent surmonter pour se recombiner augmentant, les tensions extrêmes doivent atteindre plus tard leurs limites stationnaires, et conséquemment devenir plus grandes. Mais il ne faut pas oublier que les masses fluides, répandues à l'état de tension dans toute la pile, proviennent des décompoûtions chimiques opérées dans les cases extrêmes, qu'elles sont arrivées aux lieux qu'elles occupent après avoir traversé toutes les cloisons précédentes,

3ti6 COV»fi DE PHYSIQUE.

et qu'elles sont coos^uemment plus propres à vaincre de nouveaux obaUcIes pour se mettre en niouTeineDt(§883). On conçoit aïstfment, d'après cela , que les tensions aux pôles de la pile doivent augmenter dans une proportion moindre que le nombre des éléments.

Ainsi les tenûons aux pAles d'une pile doivent être d'autant plus grandes que Jes résistances opposa au mouvement de l'électricité, dans l'intérieur de l'appareil , sont plus puissantes et plus nombreuses -, c'est l'ensemble de ces résistauG<!S qu'on appelle la conductibilité intérietue de la pile. Le temps qu'un des pôles de la pile emploie à cbarger le condenaateor , celui qu'une pie déchargée met à ae recbarger, doivent dépendre à la foiS) et de la conductibilité intérieure de la pile, et do l'activité de l'action chimique , que nous considérons ici comme l'unique cause des phéoomèDea électriques que manifeste l'appareil. 11 suEBt d'énoncer ces premières conséquences de la théorie étectro^himiqne de la pile, pour reconnaître qu'elle est d'accord avec les fnits. Cette théorie est fondée, comme celle de Volta , sur un iait et sur no principe : ici le fait est le développement de l'électricité dans toute action chimique', le principe consiste en ce que les tensions d'an fluide libre diffèrent de part et d'autre d'un obstacle à franchir , ou d'une résistance à vaincre, la tension étant plus grande avant qa' après l'obstacle, dana le sens où le ûuide se meut.

ompoiU 885. Lorsque les deux pâles d'une pile sont réuub par letpro- un conducteur, homogène ou hétérogène , l'accuoiulation i^ile. des fluides à l'état de tension n'a plus lieu en général. Les fluides développés dans les anges intermédiaires aux parois attaquées se recombinent toujours vers celles qui ne le sont

CWQUAWB-SEPTibME LKÇOM. Soy

pas i tandis qw; le flnWe po«itif développé dans le liquide de la demiére auge , à une extrémité de la pile , suit le condoctenr ioterpoUire , poor aller neutraliser le fluide ndgabï f^KtoMé snr le coaple métalliqae qai termine l'autra«xtràiMté. Sileconduclenrioterpolaire est hAérogéoe, s'ilae compoM, par e«mplfl, de métaxa et de liqnideB, 1« obstades qn'îl oSve an passage de IVIectricité doivent déterminer des différences de tension des flmdnr sor les dei» côtés de chaque obstacle ; et ce sont sans doate ces différences qni ooearionnentles phénomènes chinriqnes prodoito par la pile. Quoi qn'U en soit, le pouvoir que posséda l'apparcit voltaïqoe d'opAcr dos décompositions pronre que, si les actions chîmiqaes développent de Véloctricit^, réciproquement l'électricitë en mouwment peut s^rer les élémcnls d'un compost!.

Dans cette séparation, il arrive toujours que l'élément «pii jouait le rôle d'acjde tend vers le pôle pontif arec te courant négatif, et te second vere le i^le négatif avec 1« courant positif. Ce rémttat coiwtant s'expliqoe en admeUant qu'au moment de la décompontion l'élément acide secharged'électricité n^titive, et Télément alcalin d'électricité positive-, c'est par cette raison que le premier composant est dit électro-négatif, et le second électro-positif. On est ainsi conduit à reconnaître , dans l'acte d'une décomposition chimique, on partage de fluide naturel, inverse de celui qui se manifeste lors d'une combinaison. L'étude des phénomènes chimiques de la pile fusant essentiemBWnt partie du cours de chimie, nous devons nous contenter de joindre au fait , déjJi décrit, de la décomposition de l'eau (§ 768), l'énoncé de plusieurs autres feita généraux , qui puissent indiquer les circonstances qui favo-

3o8 COUDS Dt PBYSIQDB.

riseat l'efficacité de l'appareil volUique, dans son application le pins iaipoi-tante>

PourdëcompoBGr od sel soluble , il faut le dissoudre dans l'eau-, on fait ensuite plonger dana cette diasolation les deux réopbore* d'une pile. Alors l'acide du sel se transporte au pAlc positif, la base on l'alcali au pôle n^atif. Lorsque la pile est assez forte, et que l'acide ou la baae sont iacilement ddcompoiables, le ph^oniène peut se compliquer davantage -t par exemple , quand ta base est uu oxide métallique, il arrive souvent que Tacide et Toxigène se transportent au pôle poutif> et que le métal pur apparaît seul au pâle négatif. Enfin , comme la décomposition du sel est accompagnée de celle de l'eau , si le fil métallique formant le réophore poutif est facilement oxidable, il s'oxide et se combine avec l'acide de maaiére k former un nouveanael.

En général , à l'on emploie pluaenrs vases remplis de différentes digsolutioos , et communiquent entre eux par des mèches d'amiante bumectées, lorsque les deux réophores plongeront dans les vases extrêmes , le résultat final sera que tous les acides se trouveront daus le vase où plonge le pâle positif, les bases dans celui où plonge le pôle négatif. On peut rendre ce résultat apparent, en mélangeant aux dissolutious salines des couleurs végétales qui changent par le contact des acides et des alcalis ; en prenant par exemple pour ces réactifs colorés, des teintures de tournesol, de radis violet , ou de cbonx rouge , qui rougissent par les acides et verdissent par les alcalis^ la couleur rouge se manifestera alors au pâle positif, et la couleur verte au pâle négatif: ces couleurs changent de place quand on renverse les pôles.

Lorsque , parmi les dissolutions qui font partie du circuit, dans les vases communiquants, il s'en trouve une

i.vGoogIc

ClHQViUITB-tEPTlÈMB LEÇOM. iog

dontia base peatfonnflr un sel insoluble arec an dea acides qui doit la traTerser, ce sel se forme et se précipite-, sa base et son acide maQ(pieDt alors dans les vases extrêmes. Cependant si la pile est très énergique, Tacide peut traverser la dissolation sans donner de set insoluble précipité. Dans cette circonstance d'une tria forte pile, l'acide peut Diâme Inverser une dissolution contenant un r^ctif végétal coloré , sans manifester sa prince par aucun changement de couleur. Les sels insolubles sont très difficilement décomposablea par ta pile, parce qu'ils sont très mauTais conducteurs de l'électricité.

Dbtj a d^ompOB^ au moyen de la pile les alcalis et les terres; ce sont des oxidea dont Toiigène est attiré par le pâle positif, et le métal par le pâle négatif. C'est ainsi qu'on a connu pour la première fois le potassium et le sodium. Comme ces deux métaux décomposent l'ean très facilement, il faut employer pour les recudltir une méthode particulière. Pour cela , on peut fotmer une petite capsulo avac no fragment de potasse communiquant avec le rëopbore positif, et touclier le mercure avec le nfophore négatif. La décomposition s'opère alors ; l'oxigène se porte sur le platine et se dégage-, le potasùum forme avec le mercure unamalgajne. On l'extrait ensuite, en soumettant cet a^ialgame k la distillation daua la vapeur d'huile rectifia de napbte^ qui ne contient pas d'oxîgéne.

886. M. de la Hive a observé le premier que leS fils ou J^^*^^ les lames de métal plonges dans uo liquide , faisant partie '^,![J'°** d'un circuit voltaïque, et où peuvent s'opérer des décompositions chimiques, acquièrent dans ces circonstances des propriétés électriques particulières. Deux fils de platine ayant été immergés dans une dissolution saline, et rais eu

3lO COUBS DE PBTBtQUB.

conuDUoication pendant ipielque tesapa avec lea deux pdlea d'une pile, u, interrompant cette coaunnnicatioa , on attache ces filt , toujours immergés, eux deux bouts d'au galvanomètre) on observe un courant, dirigé en sens iu- TOM de celui qui pucoorùt le ciicatt voltaïque \ ce connot sacondaira est d'autant plus fort, et peraistie d'autant plus loi^-temps, que l'action chimique qui l'a précédé a été plus intense et plu long-temps prolongée, La bculté de produire on cornant secondaire , ou ce que l'on appdle Itt polarité électrique, n'appartient qu'aux parties immergées des fils \ car ri l'on coupe ces parties , et si l'on &it «i aorte que les snrfeces des bouts secs soient dépourvues de tout corps étranger adhérent, ces bouts sont inertes, c'està-dire qu'ils ne peuvent produire aucun courant par eux-

D'après M. Becquerel , le fait suivant indique la cause de ces phéaomènss. On prend deux lames do plstme convenablement préparées, ou qui soient telles qu'en tes at~ tachant aa multiplicateur, et les plongeant dans une solution saline neutre, il n'y ait pas de courant. L'une de ces lames inertes est plongée dans cette solution saline, it laquelle on ajoute ,-7^* d'acide pîbîque; l'autre dans une autre partie de la m^me solution, en ajoutant —-,' de potasse caustique \ on retire ensuite les lames , pour les attacher aux deux bouts du galvanomètre, et les plonger ensemble dons le liquide neutre. On observi; alors un connut, qui tnverse la solution , de la lame primitivement plongée dans le liquide acidulé , à la lame retirée du liquide alcalin. Il est très probable, d'après cela, que des Inmcs de platine vn communication avec les deux pôles d'une pile, et imincrgécs dans im liquide conducteur «l

CIHQUUITK-EEPTIÈIIB LEÇOB. 3l<

décompoBable , se couvrent de substances provenant Je la dtScomposition chimique \ c'est-à-dire que la lame qui forme le r^ophore positif retient à sa stu-face des ëlémeuts <ilectron^atib, tandis que celle qui constitaQ le réophore positif 9e racouvre d'éléments électro-po8itî&. Lorsque ensuite ces lames cessent de transmettre le courant voltaïijne , dles sont tout-à'fait dans le cas de l'exp^rieDce précédente, et sont capables de produire un courant inverse.

887 . On explique de la même manière les efiéts des pies PIIm secondaires, découvertes par Ritter-, ces piles sont formées de disques d'un seul métal , de cuivre par exemple , alternant avec des rondelles de carton, humectées d'uu liquide conducteur. Cette colonne est incapable par ellemême de produire ancun effet-, mais si l'on fait communiquer pendant quelque temps ses deux extraites avec les deux pdles d'une pile en activité, elle acquiert dans ces circoostaDces la polarité électrique ^ c'est~&-dire qu'étant retirée du cirenit voltaîque , elle est capable de reproduire les mêmes phénomènes que la pile qui l'a chargée, mais avec moins d'intennté et d'une manière inverse ; car tes courants qu'elle fiùt nattre la parcourent dans une direction contraire à celle du courant voltaïque primitif. C'est que , pendant l'action de la pile, chaque disque de cuivre se recouvre d'éléments acides et alcalhiB sur ses deux faces , et se transforme ainsi en un véritable couple voltaïque ; de telle aorte qoe la |Hle secondaire peut être assimilée à une pile dont les éléments seraient l'nn acide, l'autre alcalin, an lieu d'être métalliques. D'après cette explication , une pile secondaire chargée ne doit pas perdre ses propriétés lorsqu'on retourne tes rondelles humides-, mais, si l'on renverse plusieurs disques de cuivre , les effets doivent dimi-

3l3 COVItS DB PHÏSIQOE.

Duer ou disparaître : ces cons^qumces soat vériËées pap rezpérience.

Combinai- 888. Les fils Qa lames métalliques qui ont acquis la poprodaito par lanté électrique, par leur séjour dans uu circuit voltalque méuoi. (joDvenablement constitué , possèdent la faculté d'opérer la combinaison des substances gazeuses. Cette pcopciété curieuse a été découverte par M. Dobereîner dans l'éponge de platine, qui fait détouer un mélange d'oxigèoe et d'hydrogène, dans ta propcfftion nécessaire pour fonon de Teau, ou qui opère la combinaison lente de ces deux gaz, quand l'un d'eux est de beaucoup en excès-, dans le premier casi'éponge devient incandescente. Dulong et H. Tlienard, en étudiant ces phénomènes, ont constaté les faits suivants.

L'éponge de platine fortement calcinée ne devient phis incandescente, mais opère encore lentement la combinaîaon des deux gaz. Du platine en feuilles minces et chiffon' nées se conduit comme Péponge. Les métaux qui, comme le palladium , se trouvent dans la nature mélangés avec le platine, jouissent de la même propriété. L'or etFargent en feuilles minces, le charbon, la pierre ponce, la porcelaine , le verre , le cristal de roche , agissent sur le mélange détonant a des tcmpérstuKs élevées, mais inférieures à 35o°. La configuration des corps pandt être une cause dominante de l'effet produit-, des fragments de verre sont ordinairement sans action quand ils sont arrondis, et deviennent actifs s'ils sont anguleux. Un fil de platine neuf, très fin. De s' échauffe pas dans le mélange détonaot à la température ordinaire , mais il devient actif quand il y est plongé a^ant une température de Soo" environ \ s! l'on fait agir le même fil plusieurs fois, il devient actif à moins de

CINQUinTS-SEPTlÈHB LEÇOB. 3l3

60'', ce fîl plongé à froid, durant quelques instants, dans l'acide nitrique, ou aulfurique, ou hydrcMililorique, puis lar^ et chauffé, agît ensuite à la températare ordinaire ; il conserve cette propriété vingt-quatre heure» dans des vases fermés, mais un courant d'air, d'ozigène, d'hydrogène ou d'acide carbonique la détruit-, tes alcalis n'enlèvent pas au 61 la propriété active communiquée par un acide.

Ces faits paraissent dépendre de la force d'attraction à laquelle on doit attribuer la cohésion , les actions capillaires, et les combinaisons chimiques. On peut admettre avec M. Faraday, que ta sphère d'activité de cette force s'étend à des distances finies, quoique très petites , et que les gaz et les vapeurs qui se trouvent dans cette sphère sont condensés par la force dont il s'agit. On explique de cette manière la précipitation de la vapeur d'eau répandue dans l'atmosphère sur la surface des corps tels que les substances hygrométriques et le verre, l'absorption des gaz par les corps poreux tels que le charbon , la combinaison de deux gaz fortement condensés dans tes pores de l'éponge de platine , sur les plis des feuilles de ce métal , aatoor de ces fils très minces. Enfin on doit attribuer à la même force la propriété dont jouissent les lames métalliques de retenir k leur surface les particules acides ou alcalines , amenées par les courants voltaïques, et qui y adhèrent assez fortement pour conserver à ces lames la polarité électrique dont nous avons décrit les effets, même après qu'elles ont été lavées, essuyées, et chauffées au rouge.

889. Lorsqu'une lame d'un métal facilement oxidahle poiarité est employée à produire des effets électro -chimiques , ces doméunTi effets éprouvent des variations dues à l' hétérogénéité de *f*« j"'^»la surface métallique , qu'occasionnent une oxidation iné-

i.vGoogIc

3l4 COURS DE PHySIQtlE.

^e, des corpuKules adhérents, ou des différences d'<£crouisaage ou de poli. On doit à M. Sturgeon des recherches iol^eSBaDtes sur ce sujet. Si dans un large tube de Teire, rempli d'acide sulftirique très étendu, on introduit UD morceau de zioc dont la sorfâce est nette , on recoonatt à la vue que les points d'oi!k partent l'hydrogène sont peu nombreux. Ce sont les ptMes négatifs de petits couples voltajques, dont les pôles positiâ existent aux endroits où le métal est attaqué. Ces p6tes changent fréquemment de place, par suite des dépôb d'oxide, des différences de teitnre et de poli des surfaces mises à nu. Les deux bouts du fil d'un galTaDomètre étant mis en contact avec la lame eo des points différents, l'ai^lle est déviée, tantôt dans UD sens tantôt dans un autre , ce qui prouve la réalité de l'expUcatioa qui {«^cède.

L'acide sulfurique anhydre n'exerce aucune action sur le zinc ; le cuivre n'est pas attaqué par l'acide nitrique très coacentré^ mais une seule goutte d'eau mélangée à ces acides détermine l'effervescence. M. Becquerel pense que , trois substances dont une au moins est liquide étant nécessaires pour produire on courant électro-chimique , l'acide pur agit faiblement sur le métal , tandis que la plus petite particule d'eau sert à compléter un couple voltaîqne, dont l'action active l'effet chimique. Plusieurs expériences de M. delaRivc semblent appuyer cette opinion. Cephysicieu a constaté que la proportion d'eau et d'acide sulfurique qui, par son action sur le zinc , produit le plus d'hydrogène, est celle de 3o à 5o en poids d'acide pour cent du mélange, et que cette proportion est aussi celle qui conduit le mieux l'électricité. M. de la Rive a observé que le zinc très pur est à peine attaqué dans les premiers momeutspar

cntQViflTE-SEPTlfeME LEÇOH. il5

l'acide sulfuiique ëteodu, tandis que le diu: impur da commerce produit de soita une grande qnButité de gac-, cette difftilretice d'action parait dépendre do fer, qai dans le zinc du commerce lert à former de petits conples toItaïqnes plus actifs.

Sgo. Quand on plonge, dans l'eau <]uî contient un peu Iiucitvitc d'uâde sulfiinque, une lame de zinc amalgamée, l'action ipuigniné est nulle; ouJBaî l'on touche cette lame avec on fil de platine ou de GUÏTre pareillemeut plongé, l'action clnmique commence auaoîtât, le zinc oe dissont et l'hydrogène se dégage sur le fil , qaî devient un pôle négatif. On remarqne un outre que cette action est tranquille et uniforme sur le une amalgamé , tandis qu'elle est violente et agite virement le liquide quand la lame est de zinc ordinaire. H résulte d'expériences de MM. Faraday et Daniell, que dans une pile construite avec des couples de zinc amalgamé et de platine, alimentée par l'acide sulfurique étendu , l'action de l'acide sur le dnc est nulle , tant que le circuit n'est pas fermé ■■, et que , si le conducteur interpolaire comprend un appareil décomposant, l'action sur le zinc amalgamé est en proportion avec la décomposition chimique.

Un fil de fer chauffé an rouge, refroidi ensuite, puis (tlongé dans l'acide nitrique pesant spécifiquement i,3S, n'éprouve aucune action ; le fer qui n'a pas subi cette préparation est fortement attaqué par le même acide. Si l'on plonge dans l'acide deux fils de fer en contact, desquels un seuls été rendu inactif, tes deux fils n'éprouvent aucune action chimique; ainsi le fil inactif a préservé le second. Lorsque, après avoir plongé en partie dans l'acide un fil de fer ou d'acier ordinaire , qui est ausritdt attaqué , on le louche avec un fil de platine ou de tout autre métal non

3l6 CODRS DB PHTSIQUS.

oxidaMe , on avec du charbon , de la plombagine , l'action chimique cesse, et la partie îmmei^ée devient brillante; au contraire, si l'on touche le fil de fer avec du cuivre, du zioc , de l'étain , dn bïsmath , de l'antimoine , ou dn plomb, l'action devient pins vive,

Le fer devenu inactif peut rester un mois dans t*acide nitrique sans être attaqué; il peut £tre exposé à l'air, plongé dans Teau pure, ou dans l'ammoniaque, sans perdre cette propriété ; mais il devient actif dès qu'on frotte sa surface. Pour expliquer ces faits divers , HM. Faraday et Becquerel admettent que le fer inacUf jouit de la même propriété que le platine qui a servi de rëophore négatif; c'est-à-dire qu'une couche d'oxigëne adhère à In surface du métal , sans se combiner avec lui , et préserve ainâ { ie fer de l'action directe de l'acide nitrique, comme le 1 .mercure préserve le ziuc amalgamé, plongé dans de l'acide sulfurique étendu.

Pile> 8ot. Le décroissementd'iBtensité du courant, produit

ïcounDl , „ , ,. . 1,1...

coDiunt de par les plies voltaïques ordinaires, dépend principalement

nP Ae la polarisation des lames métalliques qui font partie du circuit-, car le dépôt des éléments transportés sur leurs surfaces doit produire un courant contraire qui neutralise I en partie l'effet de la pile. Cedécroissement, très considérable avec un seul couple , doit être d'autant moins sensible , que Ton emploie des piles composées d'un plus grand nombre d'éléments, puisque le courant inverse qui résulte de la polarisation des lames n'ajant pas plus d'intensité qu'avec un seul élément, l'effet de la pile doit éprouver des variations d'autant moins grandes. M . Becquerel a vérifié ces idées tliéoriques par de nombreuses expériences. Il résulte de là que pour obtenir des piles à courant

CINQClHTB-SEPTifaMS LEÇON. 3l^

constant, il &ut entourer chatjue lame métallique d'un liquide qui puisse dissoudre , par une forte affinité , les substances tendant à se déposer sur ces lao»» -, car on annllera ainsi tonte polarisation, et le décroissement «l'intenàté qa^elle pourrait produire. M. Becquerel a couposé, d'après ces principes > plusieurs appareils à courant constant. Voici le plus simple. Deux petits bocaux de verre, renfermant , TuD de l'acide nitrique concentré, l'antre une solution de potasse caustique aussi très concentrée , soat réunis par nn tube de verre recourbé , rempli d'argile très-fiae hnmectée d'une solution de sel marin. Une lame d'or plonge dans l'alcali, une lame de platine dans l'acide, et le circuit est complété par le fil d'un galvanomètre -, le courant assez ënei^qne, d&à la réaction de Vacide sur Teau , le sel marin, et la potasse, conserve uneintenâté constante pendant plus de vingt-quatre heures.

Cet appareil doit être construit d'une autre manière, si l'on veut que le courant soit asses intense ponr effectuer des décompositions chimiques. Les bocaux sont remplacés par des tubes de plaline remplis d'argile fine, humectée d'un côté avec l'acide nitrique, de l'autre avec la solution de potasse ; le tube de verre recourbé , contenant de i'ai^e et do sel marin , entre à frottement dans les tubes de platine , qui sont fermés à leurs autres extrémités par des couvercles perforés, et garnis de coton ponr retenir l'argile. Ces dernières extrémités sont plongées dans deux bocaux , contenaoll'uu l'acide nitrique, l'antre la solution de potasse caustique. Des crochets soudés sur les deux tubes de platine servent d'attaches aux fils de communication du circuit. Dans ces appareils la lame qui touche l'acide est le pôle négatif , elle attire l'alcali du sel marin et celoi da ni-

3l8 OOaHS DE PHYSIQUC.

trate de poUsse, letquéb te combinent immédiatement avec l'acide qui eatoure cette lame. De l'autre côte, le* actdea dea,sela décomposés sont attirés par la UmepositTre, et M combinent avec l'alcali qui l'environne. Pile 8921 De toutes les piles k courant constant qui ont été

(^^""46 imBghuiM dans ces derniers ten^, cellfl de H. Daaiell est H. Dunieil. ]^ ^^j^ ^ aervQ aujourd'bui dans les expériences de physique. Voici la deaccîptioa d'un des éléments de cette pile . Il présente à l'extérieur un cylindre ce de cuivre , ayant Fiu. ^. o",i6 de hauteur et o^jOgS de diamètre-, ce cylindre ett fênné a sa base , qiû est percée d'une oaTerture circulaire ayant o~,o4 de diamètre ; à la partie supérieure se trouTe oo vase de cuivre th , formant couvercle , et composé de deux cylindres coucentriques réunis vers le bas par une plaque circulaire <r percée de trons. Un tube membraneux, formé avec une partie d'estomac de bœuf, s'embotte dans l'ouverture de la base, où il est maintenu par le bouchon de liège //, et dans le cylindre intérieur du converele, autour duquel son bord est rabattu et attaché avec un fil retors. Une lame de rioc amalgamée £ , ayant o~, 16 de hauteur et o'.oiSS de largeur, occupe le milieu de la cavité formée psi' la membrane ; elle est supportée par une petite planche de bois , qui la traverse dans un trou foré à sa partie tapérieure, et qui repose sur les bords du tamis. Deux cuvettes , l'une a pratiquée sur la lame de zinc , l'autre b communiquant avec le cylindrede cuivre, contiennent du mercure qui reçoit les fils servant aux communications de la pile. Enfin un tube à siphon sh traverse le bouchon U, se recourir horisontalemeot , puis verticalement pour s'ouvrir dans l'air à la hauteur du tamis tt.

Ou remplit la cellule intérieure avec de l'eau contenant

CIHQUASTe-tKPTlàlIB LEÇON. Sig

de l'acûle suUurique ; ua entonnoir <lia[>o»é au-desuH de cette cellule y verse coDstamment, et goutte à goutte, le même liquide; ea même temps la solution de sulfate de zinc , qui se fori^e lorsque l'élément est actif, étant pluB pesante, sort par le siphon. L'espace annulaire extérieur à la membrane est rempli d'une solution saturée de sulfate de cuivre ; des cristaux solides du même sel , contenus ^ns le tamis ht, maintiennent la saturation du liquide. Dans cet élément voltaïque , le cylindre de cuivra est le pdie négatif, et la lame de zinc amalgamée le pôle positif-, l'eau et le sulfate de cuivre sont décomposés; l'oxigàoe et l'acide se rendent sur le zinc , qu'ils oxident et dissolvent; l'hydrogène et l'oxide de cuivre arrivent' sur le cuivre ; Voxide est réduit par l'hydrogàne, et le métal se dépose seul sur le cylindre négatif de même nature <pte lui , ce qui annuité toute polarisation.

L'action chimique tranquille et unîlbnne qui s'opère à la sarface du sine amalgamé, le renouvellement constant àa liquide acidulé dans la cellule intérienre, l'entretien à l'état de saturation de la solution de sulfate de cuivre, et l'aluence de. toute polarisation , telles sont les causes qui tendent à dotmer k la pile de U. Danidl une force constante. Dana l'élément de cette pile, le tube membraneux joue un rdie important, car il s'oppose au mélange des liquides différents qui baignent ses deux surfaces, et trantmet les courants électriques , sans opérer une décompontioD locale, commeleferaitune cloison métallique. Lwsque l'on introduit dans le circuit d'une pile, construite d'après les principes précédents, un appareil où l'eau soit décomposée, il s'y développe toujours des quantités é^les de gaz dans des temps égaux.

Toutefois, dans les premiers mooienU de la mite éiï activité de la pile, son eflet est un peu plus élevé ; ce qui tient à ce que le liquide des cellules mcmbraoeuses dproure alors une variation dans sa' compositiout En effet, ce liquide doit employer un certain temps ) avaot de se charger de la quantité de solfate de zinc , qui y existe toujours lorsque l'appareil est régularisé ; et si l'on suspend l'action de la pile , ce sel , dorant le chômage i se distribue d'une manière différente dans les cellules ; il faut donc un certain temps, lorsqu'on referme le circuit, pour remettre les couches liquides dans leur état de composî^on normal. La variation primitive de l'effet est d'ailleurs très laible, et ne dure jamais plus d'une heure, même dans le cas le plus déravorable*, la fiiité s'établit ensuite avec une précision mathématique.

AppiiuUan 8<)3. Davya trouvé une application curieuse de l'électroehimia au chimieàlapréservatioDdudoublagedesvaisseaux.Oncouvrc ""^ïuSw^** de feuilles de cuivre la carène d'un vaissean , pour la préserver de l'action destructive de certains animaux qui perforent te bois , et le détruisent bientôt au point d'occasionner des voies d'eau. Ce doublage métallique a en outre l'avantage de diminuer le frottement du liquide, car Texpérience indique que les vaisseaux doublés sont meilleurs voiliers. Mais an bout de quelque temps le cuivre estoxtdé et rongé par Teau de mer. Davy a imaginé , pour prévenir cette oxidalion , de composer le doublngc de deux métaux , de cuivre et de zinc , de telle manière que le cuivre qnï en forme la plus grande partie doive se désoxidcr, comme formant le pâle négatif d'une sorte de pile, ou d'un circuit voltalque, composé de ce métal, du zinc plus attaquable, et de l'eau de mer.

cnQuàim-SEPTikicB leçon. itt .

CependaDt la proportion du zmc , njcestatre pour pro- ' daJrecoDvenablemeatl'effetdeiiré, n'apaBétéencored^terminée par l'expérience. Il arrive ^énétaXemeot «jue cette substance préserrstrice est employée en trop ^ande quantité I et qae des dricompoeitions en sens inverse s'opèrent-, le coÎTre ce couvre alors de cai:4>onates de chaux , de sonde, de magnéne , et par suite de coquillages \ il en résulte une croAte épaisse qui gène les mouvements du vaisseau. On a doublé des vaisseaux avec du bronze , composé de 94 Parties de cuivre et 6 d'étain , alliage que Ton est parvenu à laminer par un procédé particulier, malgré sa dureté et sa fragilité; l'étain est alUqué par l'eau de mer, et préserve le enivre. Des expériences comparatives ont constaté que les pertes éprouvées par des doublages en cuivre seul et en bronze , soit à la mer , sait en repos , sont k peu près entre elles comme 3 est à i j mais l'inconvénient qui résulte des dépâts de coquillages snbsiate encore pour le doublage eu bronze.

894- M. Becquerel est parvenus utiliser les phénomènes Cnmbioiiélectro -chimiques, en les bffaibliseant de manière à leur tetpnrdi» faire opérer lentement des combinaisons , nouvelles quant loate^ à leur nature ou à leur forme. Si l'on verse dans nn vase en verre, d'abord une dissolution de nitrate de cuivre, ensuite de l'acide nilriqœ étendu d'eau, de telle manière que les deux liquides, qui sont de densités diffémites, restent superposés sans se mélanger-, si l'on plonge en-^ suite dans les deux liquides une lame de cuivre, on temarqne au bout d'un certain temps , qu'il'y a un dépâtde cuivre, sur la partie inférieure de la lame, et qu'au contraire une portion de cette lame s'est dissoute dans la partie supérieure.

m. ai

3a3 COQU DB rHYSIQin.

Ce phénomène doit être attribue à l'action de Tacide nitrique sur le cuÎTre, laquelle développe de l'électricité, en sorte que la lame conductrice forme avec les deux liquides un circuit fermé. L'électricité poiitire va de l'acide BU nitrate , et rejoint par la lame l'électricité négative , reponssée sur la partie supérieure de cette lame lors de la combinaison. Ainsi la lame peut être considérée comme offrant un pâle positif en haut, un pâle négatifverslebu. Cette petite pile décompose alors le nitrate de cuivre -, l'acide et l'oiigène de la base se transportent ven la partie supérieure ou vers le pôle positif ^ le métal pur apparaît au contraire i la partie infifrieure ou an pâle négatif, sous la forme cristalline.

En généra) , si Ton place deux dissolutions différentes daos des vases commuoiquant par un corps qui ne puisse se laisser pénétrer que difficilement par les deux liquides, tel que de l'argile humectée ou un cordon d'asbeste, les deux liquides finiront cependant par traverser ce corps et s'y trouver en contact. Là il s'opérera une action chimique très lente entre les deux dissolutions ; et si l'on fenne le ciicnit, en plongeant dans ces deux liquides uo même fil de métal , le faible couraot qui résultera de cette action pourra donner lieu à des décompositions et â du combinaisons qui, s'opérant avec lenteur, procureront des cristaux très bien formés , qu'on ne pourrait pas obtenir d'une autre manière.

Par exemple , en prenant poor liquides deux dissolntiona, l'unt de sel marin, l'autre d'un sel de cuivre, et pour conducteur un 61 de cuivre, M. Becquerel a obtenu des cristaux très bien formés de chlorure double de cuivre et de soditun. En choisissant convenablement les liquides,

Ctn QUARTE- SKITIÈIIK LBfjON. Sait

ce phjsicieD est même parremi à obtenir des crislanx de chaux carboDatëe, de sulfate de baryte, semblables en petit à ceux que l'on rencontre dans la nature, et qu'on n'avait pas encore pu obtenir artificiel! émeut, à cause de l'insolubilité dans l'eau de ces combinaisons diverses. Dans tons les cas , il a fallu que les actions lentes , mises eu jeu dans les appareils décrits, s'exerçassent des mois entiers ponr donner des résultats sensibles.

La coucbe de liquide en contact arec le verre , dans les tubes où s'opèrent des actions cbïmiques très lentes, parait jouir de propriébJs tilectiiques particulières. M. Becquerel a fait connaître plusieurs faits remarquables , qu'il ne semble pas possible d'expliquer sans admettre l'attraction dn verre sur les éléments , à l'état naissant , qui sont transportés par les courants électriqutis. Le plus souvent, la solution se comportant comme un acide, la coucbe en contact avec ta paroi joue le râle négatif, facilite des réductions d'oxide, et détermine des précipitations métalliques. Ces faits confirment d'une manière remarquable les idées théoriques dn $ 888.

Les nombreux essais entrepris dans ces derniers temps, pour multiplier les applications de l'électro-chimîe , ont d^ii fourni d'importants résultats. M. Becquerel annonce des procédés de ce genre ponr traiter les minerais d'argent, de cuivre et de plomb. M. de la Rive est parvenu à dorer l'argent on le laiton k t'aide d'une faible pile vollaïqoe : l'objet k dorer }donge dans une dissolution étendue de cblorure d'or, que renfntne no cyliiidre de baudruche; ce cyhndrecst introdoit dans un bocal rempli d'eau acidulée par de l'acide sulfuriqne si l'objet est en argent, ou par de f acide oitrique s'il est en laiton; une

3a4 COCIIS DE PHYSIQUE.

lame cylindrique de zinc distillé, plongée dans ce dernier liquide, communique avec Follet, qui devient un pAle négatif, et snr lequel l'or se précipite-, dans ces circonstances la couche précipitée adhère b l'aident ou su laiton, par l'affiDité chimique que l'or exerce sur ces métaux. M. Jacibi , de Saint-Pétersbourg , obtient des copies en relief ou en creux d'une planche de cuivre gravée, eo se servant d'une faible pile, dont le coorant précipite sur la planche , rendue négative , une couche de cuivre provenant de la décomposition du sulfate de ce métal ; ià la couche précipitée, étant de mâme nature que la planche , n'exerce sur elle qu'une action très faible ou nulle-, cette couche n'adhère pas sur l'objet, et sa cohésion est suffisante pour qu'elle puisse se détacher en masse, et conserver l'empreinte fidèle de la gravure.

cwQOian-iiiiunEiu lkçom.

Lois giaén\e» do l'intairit^ àta couratits ^lectriquM. — Condadibîlitët det mëUax et des liquide* pour les conranti. — Loi da la puiiHDce Gooductrice dei circniU tfaenDi>-rilectriqii«s. — Loi de la puissance cooductrica des piles voltaïquas. — Loi des^quivalents électriques. — Mesure des quantités d'dectricité en mouvemeot dtas les courants. — Définition théorique des courants électriques.

895. Les traTaux de AfU. Ohm et Pooîllet ont crée nne Loi* il>aB, théorie pbyaico -mathématique, comprenant lea lois gêné- homogtae. raies de l'intensité des coar&nts électriques. Ces lois peuvent itn exprimées et démontrées d'une naoi^ très simple, en adoptant quelques dënomïnatioDS nouvelles qui permetteot d'abréger les cbIcqIs et de généraliser les ré- «altata. Il importe de considérer d'abord les courants tbermo -électriques. M. Pouitlet emploie , pour source électrîijue, nn fort cjliodre de bismatb recourbé en fer à cheval; k chacune de ses extrémités on soude un 61 de cuivre d'un mitre de long^ l'une des soudures est mainteoue à la température de la glace fondante , l'autre k 1 00*; le ciicuit est ensuite complété par d'autres fils métalliques. Cette soorce électrique restant la même , si l'on emploie successivement, pour fermer le circuit, des fils de cuivre de dimensions difiérentes , l'intenôté da courant est en rai-

3a6 GOOKS Dl PBySIQDE.

aoD iavene de la longueur da circiiit, et ea raîion directe de M section.

Pour vérifier la première partie de cette loi, OD prend une bobine d'un fil de cuivre bien homogène et reconvert de soie; avec deux cylindrée de bismutb égaux , et de force égale, on complète deux circuits thermo-rflectriqnea, Tun par 10 mètres du fil de cuiTte, que Ton contourne deux fois sur le cadre d*un galvanomètre, et l'autre par loo mètres du marne fil , formant vingt tours en sens contraire sur le même nultiplicateur. Or, lorsque les courants thermo-électriques sont établis dans les deux circuits par les températures citées , l'aiguille du galvanomètre différentiel reste immobile^ donc le second courant, dont le circuit est dix fois plus long , a une intensité dix fois plus faible, puisqu'il ne détruit l'effet galvanométrique du premier qu'à l'aide de dix fois plus de tours. On vérifie ensnitu que l'intensité du courant est proportionnelle à la section, ep constatant l'immobilité du galvanomètre différentiel soumis à deux courants contraires, [nuduits par les deux sources thenno- électriques de forces égales, et condails, l'un par un seul fil de cuivre de longueur /, Tantre par h fils de la même bobine, réunis eu faisceaa , et ayant tous une longueur ni.

CoDdKtibl- 896. La conductibilité relative de différents métaux , nétaut pour pour les courants électriques, peut être déterminée en em- IteM^ ployant encore le galvanomètre différentiel. A cet effet, pour chacune des deux soui ces identiques , le drcnit se compose d'abord de deux fils de cuivre soudés an biomnlb. et desquels Tun entoure le multiplicateur-, leurs bouts libres plongent dans deux cuvettes contenant du mercure, qui sont ensuite réunies par des fils métalliques de diverses

CISQUlHTK'HUlTIÉltB LEÇOM, 3%y

natures, dont on fait nrier la longneur, jtuqii'fl ce qne l'aiguille du galvanomètre leriesne au zéro ie dëriatioD par l'action simoltau^ des deux courants coninires. Les dMix circuits ne diffèrent alors que par les parUes comprises entre les deux cuTettes-, les dimensions de ees deux parties, de natures difiiirentes, sont réglées de telle sorte qu'elles conduisent des courants de même intensité provenant de sources égales. Si Ton connatt tes longueurs /et/', les sections s tts' de ces deux portions , û est facile de condore, de la loi pr^ëdente , que les conductibilités c et c' des deux métaux comparas sont entre elles comme les

fractions — et -7 .

On peut aosn comparer la conductibilité du mercure &

celle d'un métal solide , en rouissant les cuvettes d'un

des circoits par un tube de verre , rempli de mercore, dont

le omette et la longueur sont feciles à mesurer; on réunit

ensnite les godets du second circuit par on fil métallique

de conductibilité connue, dont on diminue la longueur

jusqu'à ce que l'équilibre gai vauomé trique soit établi.

U. Ponillet a déterminé de cette manière la conductibilité

relative de la plupart des métaux*, celle du mercure étant

prise pour unité , celle du platine «et 8,55 , du cuivre 38,5 ,

da palla^om 58. Dans l'or et l'argent la eondnclibiHté

change concidérablemeat avec leur degré de pureté ; elle

s'étend de 7 à 4opoii' )'<>'> de 38 6 Sa pour l'argent. Dans

le fer et l'acier la conductilnlité éprouve de grandes varia-

tiwu pour de très petites différences de température -, elle

a varié de 6 â 7 pour le ier, de 5 à 8 pour Tacier fondu.

Dans les alliages, les variations sont encore plus grandes:

le laiton a présenté une conductilnlité comprise entre a

3a8 couu au phtsiqui.

«19. Le bismuth et les métaux crisUUiiës conduisent mal. iMADiUiia g^ . La IqI fju g 3^5 indique que t'intensi t^ d'un connut puitunca thermo - électrique , prOTflaant d'une source constaote, ne sera pas changée , si l'on substitue à une portion de drcuit, de conductibilité c, de section < et de longueur /, un fil ' d'un autre mëtalj ayant une conductibilité c', ime sections' et une longueur /', poucru que ces diverses quantités vérifient la relation -p- ^ -j. Ainsi la fraction —,

tant qu elle conserve la mâme valeur , donne à une portion de circuit la faculté de conduire un courant de même îatensité ; nous appelons cette traction la puissance conductrice de la portion considérée. D'après cette définition, la puissance conductrice d'un fit est égale ii sa conductibilité , si ce fil a une longueur d'un mitre et une section égale à Tunîté de surface adoptée-, et w le fil est formé avec la substance dont la conductibilité est prise pour Tuuité, sa puissance conductrice est représentée parla section s quand sa longueur est d'un mètre , ou par l'unité divisée par la longnenr / quand il a pour section l'unité de surface.

Loixfun 898. Si l'on présente successivement, ï une même liMrogiue. source thenno^lectriqne , un circuit homogène dont la puissance conductrice soit P, et un circoit hétérogène dont les parties successives, et en nombre quelconque , aient des puissances cooductricea ;> , p', ff',.-., les intensités F et F, lies deui courants vérifient une relation très simple. Soit P, la puissance conductrice totale da circuit hétérogène ; on peut substituer respectivement aui deux circuits , et à toutsa les partie* hétérogènes du second , des longueurs

différentes =, —, -, —, —„,..., d'un même fil, de V V, p p p'

cinquautb-huitièiie leçon. 399

cooductilnlité I , etdesectioD i , saiu altérer les courantii

le second circuit , devenu homogène comme le premier,

aura alors uoe looeueur =-^-H — ,+-= + •. -i et l'on ^ P. P P P

aura ^ = 9 (- + 1-^1 -\.,...).

Soient désignées par /, f, /", ... les inteugitéa des courants ^e conduiraient. les difTérentes parties du circuit hétérogène, chacune d'elles étant employée seule, on », d'après la formule générale <]ni précède ,

fit cette fonnule elle-méioe devient emuite

Ainsi , si l'on divise l'unité par la puissance conductrice <le chaque partie du circuit hétérogène , la somme de toutes les fractions ainsi obtenues est égale à l'unité divisée par la puissance conductrice du circuit entierj et la même relation existe, si l'on substitue aux puissances conductrices les intensités des courants formés par le circuit total, et par chaque partie hétérogène employée seule.

800. Un circuit est formé par deux fil* d'un même La» ™ ' âa cour»nl

métal, soudés au cylindre de bismuth, et plongeant dans dérîii*.

deux cuvettes pleines de mercure, que l'on réunit d'abord avec un seul fil dont la piùssance conductrice est p; puis on plonge encore dans les mêmes cuvettes un second fil de dérivation , ayant une puissance conductrice ^'. Il s'agit de prévoir les changements que cette dernière modification doit faire sobir i l'intensité du courant. Soient : a la

33o COaU DB FBTSIQDK.

paissance conductrice de toate la partie du circuit qui ne change pu, P celte da circuit total avec on seul fil rtenitaant les cuvettes, enfin P, U puissance conductrice du m&ne circuit quand on ajontfr le fil de dérivation. On s ,

d'aprésla loiduparagrapheprécrident, = = - -f--i on a

pareillement p-= — I v — !» ^n remanpiaot que le»

deoi fils de communictiion peavent être remplacés par deux fils de la substance dont la conductibilité est i, ayant une même longueur d'un métré, et deux sections diSi^rantes p et p', oa par un seul fil d'un métré de la même substance, dont la section serait (^p -\-p').

Ainsi, F et F, représentant les intensités des coiminlB produits dans les deui circonstances, ou aura

Soient en outre, dans le second cas, f et T les întenutés des courants qui suivent partieltement les deux fils de communication -, on aura évidemment

d'oA il est facile de conclure

Cette formule générale, dont la discussion «st &cile, lé-

sume les lois qui régissent l'intensité des courants dérivés.

Loi! 900. Dnns les expériences par lesquelles M. Pouillet a

tbarmo-élee- Vérifié les lois et les formules qui viennent d'âlre «xpo-

anQUiiTrE-HOLTiEiu LaçoH. 33 1

s^, la aoarce thenno-dectriqoe coosîatait en un cylindre unique de binnath , assez gros et assez court pour que sa pmsMDce coodoctrice II fôt très grande , maign! la faible conductibilité de ce métal \ on ponvait donc n^Uger la

fraction — dans l'évaluation des puissances conductiices

des dÎTers circuits, ou des întensitéa de leurs courants, et vérifier ainsi avec nue grande approximation les lois établies. Mais lorsqu'il s'agit des piles ibermo -électriques ordinaires, il faut avoir égard aux puissances conductrices de leurs divers éléments, pour que les formules soient d'accord avec les faits. EIn étudiant la théorie pbysicomatbématique de ces piles, M. Ponillet a obEervé na fait remarquable, qui o6re une application curieuse de la Joi des courants dérivés.

Lorsqu'on circuit est uniquement composé de couples tbermo - électriques égaux, de bismuth et cuivre, par exemple, si Ton élève k une même températmv deux soudures éloignées, l'une d'ordre pair, l'autre d'ordre impair, toutes les autres soudures restant à zéro , on n'observe aucune apparence de courant; ce qu'il était fawle de prévoir, puisque le double écbauffement tend à produire deux courants contraires d'égale intensité , qui détruisent mutuellement leurs effets sur l'aiguille aimantée. Mais si , dans ces circonstances, on réunit par une lame métallique deux élémeots-cnivre , de telle manière que les soudures échauffées soient de deux câtés différents, et que le circuit soit ainn divisé en deux parties inégales, la lame de communication devient aussitôt le siège d'un courant très intense. Ce courant se compose des deux dérivationa inégales eniproBlées aux deux courants contraires-, car le résultat <lu

339 CODU DB PHYSIQUE.

calcul , parti de cette hypothèse , eat cotutamment d'accord avec l'iateoBiti ohaervée. Il résulte de ce fait que les deux courants contraires coexistent réellement dans le circuit, quoique loirs effets extérieurs se détruisent. Vuiuiuca 901 . liCS lois qui régissent l'intensité d'un courant bydrod'uD éltmoDi ^l^f^trique sont les mêmes que celles d'un courant theimo- To u qoe. électrique, quand on a égard aux puissances 4:onductrice£ des divers éléments qui font partie du circuit. Pour vériâer ce principe important, déjà établi par M. Ohm , M. PouiUet 8*est servi d'un élément voltaïque de force constante, et d'un conductràr interpolaire, s'enronlant autour du cadre d'une boussole de sinna, ou communiquant avec les godets d'une boussole de tangrates (§ 827 et 8a8). Lorsqu'on fait varier la longueur de ce conducteur, conservant la même nature et la même section, la comparaison des intensités observées fait voir que l'élément voltaïque représente dans tons le* cas une longueur constante du fil employé; c'est-à-dire que les intensités suivent laloi de la raison inverse de la longueur du circuit, lorsqu'on augmente d'une quantité constante toutes les longnenra éprouvées. Si l'on répète ces expériences avec le même élémeut, en employant des fils interpolaires d'une autre nature, ou d'une autre section, on trouve dans chaque cas une loi^ueur différente pour représenter l'élémmit -, inais toutes ces longueurs ont la même puissance condnctrice; c'eatrà-dire que à l'on calcule pour chacune d'elles

la fraction j , toutes les fractions se trouvent avoir la

même valeur numérique. Cette valeur commune donne la puissance conductrice de l'élément voltaïque. dn pMei 903. u est facile de déduire du principe précédent les

cnfQUASTE-HorriÈiia leçoh. 333

lois qui rdginent l'intensité du coarant prodtût par une pile formée avec plusieurs éléments de forces constantes. Un même conducteur interpolaire, de puissance conductrice GT, et comprenant le cadre d'une bonssole de tangentes , est successiTement uni avec un seul des n éléments de la pile démontée; la boussole donne les intensités f , f, , t„- • -, f,, 1 des n circnits formés ; il s'agît de délermiDer par le calcul l'intensité F du courant produit par la pile entière , fermée k l'aide du même conducteur. Soient

tf,^ 9. -, 1 les puissances conductrices des élément»

Toltaïqnes -, p, p,,- ■ -, p, , , celles des n circnits formés chacun arec nu seul élément ; on aura généralement

— ^ - H — . Soit en outre P la puissance conductrice de la pile entière , on aura

L'élément qui produit un courant d'intensité f|, dans le circuit de puissance conductrice p^ , ne donnera plus qu'un

p courant d'intensité — f^ dans la pile entière -, ou a donc

PF = ^ - , on , d'après les valeurs de ;> et P ,

Lorsque tons les éléments de la pile ont des forces et des puissances conductrices égales , on a simplement

F = — f. Si le conducteur interpolaîre s une puissance conductrice très faible , ou si o peut être négligeable

334 CODtl DB PBTSIQUB.

par rapport à <f, comme quand la pile est employée à opërer des décompositioDS cbîmtqnea , on a F= ni\ c'està-dire que la force de la pile est alon proportionndle an nombre de ses éléments. Si au contraire ts est tr£s grand . ou li les pâles sont réonis par on fil métallique, gros et court, ayant une grande conductibilité, f peut être négligeable , et l'on a F = f -, c'eat-à-dini que la pile n'a paa alors plus de force qu'un seul élément. Ces conséquences générales sont vérifiées par l'expérience.

Loi d'an ^3 . Supposons qn'au lieu de former une pile avec les multiple, éléments définis an paragraphe précédent, on les réanisM par lenrs pâles semblables, pour figurer un seul élément à grande snr&ce, et que cr soit toujours la puissance conductrice du conducteur interpolaire. L'intensité F' dn courant produit dans ce noavcau circuit peut facilement se calculer, en appliquant la théorie des courants dérivés. En efiêt , le circuit actuel , comparé au circuit formé avec le seul élément de force f, présente de plus qne lui une dériratioa, dont la puissance conductrice est (£f — tf), entée aux deux extrémités du coudactenr interpolaire. Si donc on représente par / l'intensité du courant total que réiément de force f, supposé seul actif, prodiùrait dms le noQTean circuit, et par f l'intensité de la partie de ce courant qui suivrait le conducteur interpolaire, les formules du ^ 899 donneront

? (» + ?)(*+ xg— g) y + sy - g • .

7 w{w-t--Zq) * ? =^*

d'où (o -|- £f ) f ^ (CT -f" ?) f- On a donc enfin (a + £9) F':i=: o£f + £{?-

CIHQUUrrB- HUITIÈME LEÇ05. S35

Lorsque tous les éléments sont de même force et de mém« pnissaDCe coadnctrice, on a F'= — , f. Dans

ces noUTeltea circooslaocei , à le conductenr interpolatre

offiv de grandes résistances i la propagation des courants, ou si u est très petit et négligeable, onsF'ssf, et Télément multiple n'agit pas avec plus de force qu'un élément nmple. Si au contraire le condncteur a une très grande puissance conductrice , q pouvant être négligeable par rapporta ts, onaF' = nf, et l'élément multiple a une force proportionnelle à sa surface totale. lia discussion des valeurs trouvées pour F et F' explique ainsi très clairement pourquoi les piles <i'uD grand nombre d'éléments, même k petites surfaces, doivent être préf^es quand il s'agit d'opérer des décompositions chimiques , et pourquoi les piles d'un petit nombre d'éléments à grandes surfaces sont plut puissantes pour produire l'incandescence des fîls métalliques.

9o4' M. Pouillet a constaté, à l'aide d'une pile et d'tue PulMiDoe 1 11* > ■ 1 . ■ i> condnclries

boussole de sinus, que la pniasance conductrice d une C(H dNin liquide.

loone liquide, introduite dans le circuit voltaïqne , Tarie, comme celle d'un fil métallique, en raison inverse de sa longueur , et proportionnellement k la section du tube qui la contient. On concevra facilement que pour démêler celte loi, il est essentiel de tenir compte de la puissance conductrice de la pile, et de celle des fils métalliques qui complètent le conducteur interpolaire. Mais Iwsque le liquide éprouvé est très peu conducteur, ou qu'il est contenu dans des tubes longs et étroits , la loi énoncée se manifeste même en négligeant les autres résistances du circuit. C'est qu'alors la puissance conductrice/7 du liquide ades valeurs très petites,

336 coulis DE pbvsiqdB.

et que la fraction - , qui mesure en quelque aorte la résistance offerte par ce liquide à la propagation tt^un courant, reste toujours assez grande pour rendre négligeables toutes les autres fractions, ou toutes les autres résistances, dans la formule du § 8g8 , qui sert à évaluer la puissance conductrice du circuit total. .

La puissance conductrice des colonnes liquides est beaucoup plus petite que celle des tiges métalliques ayant la même longueur et la m^me section. Pour comparer la condncdfailité des liquides à celle des métaux, U.Ponilletafaît nsage d'une pile de douze éléments, d'une boussole convenable, et d'un conducteur interpolaire, dans lequel on pouvait intercaler successivement des tubes contenant tes liquides, et des longueurs variables d'un même fil métallique. D'après les expériences de ce physicien, la conductibilité du platine est a 5oo ooo fois plus grande que celle d'une dissolution de sulfate de cuivre , saturée à la température de i5*.

Pour comparer les conductibilités de deux liquides, M. Pouillet donne aux tubes qui les contienoeut une position verticale , et les introduit anccessivement dans le circuit voltaïque. Un fil métallique , servant de rëophore, et que l'on enfonce plus ou moins dans l'un des tubes , permet de fliminaer la longueur de l'une des colonnes liquides, de telle sorte que les courants auxquels elles livrrat passage aient la même inteonté. Les conductibitités des liquides sont alors en raison inverse des sections des tubes, et proportionnelles aux longueurs des colonnes qui transmettent des courants égaux. Par exemple, si l'on prend pour unité la conductibilité d'une solution de sullàte de

CIKQUUITS-HUITIÈKS LBÇOH. 337

cuivre, satura à iS'', on troDTe o,ooa5 pour U coodnctibilit^ de l'eBu distilla , et o, t5 pour l'ean contenant ~; de son poids d'acide nitrique.

90S. Les conranU produits par des sources thermo- Compiraîioa électriques ont des inteMsités beaucoup plus faillies que Ui^i^^«r^ les courants qui proviennent des sources hydro-électriques, b:|a?o-'d0Gquand les puiaoances conductrices des deux espèces de cir- 'riiiuM. coït sont les mAmes. H. PouiUet a mis ce principe bon de doute, k l'aide du galvanomètre di0iirentiel. L'un des cotttants contraires était produit dans un circuit de ao mètres d'un fil de enivre de i millimètre de diamètre, sondé aui deux extrémités d'un cylindre de bismuth, par une (llif^rence de 4^° entre les températures des deux soudures', lesecond courant était ceini d'une pile de douse éléments ayant pour conducteur interpolaire un ûl de platine, dont on augmentait la longueur jusqu'à ce que l'ëqnilibre galvanométriqne iùl établi. Cette longueur étant ainsi déterminée, on pouvait &cilemeiit calculer, par les lois établies plus haut , dans quelle proportion l'intensité da coorant bydro- électrique aurait augmenté, si la puissance conductrice de son drcuiteât égalé celle ducircuit tbMino> électrique. Le rapport obtenu prouve qne l'iatensité du courant qui provient d'une différence de i degré entre les températures des deux soudures de l'élément bismuthcuivre, eût été ii4 ooo fois pins petite que l'intensité du courant produit parla pile voltaïque dans le même circuit.

On conçoit, d'tfprès le principe précédent, qne les courants thermo-électriques, quoique très faibles, peuvent encoie agir fortement sur l'signille aimantée, lorsqu'ils traversent un circuit tout métallique, dont Ta puissance conductrice est très grande^ mais qu'ils doivent s'aliàiblir III. sa

Ml point de devenir inseombles, dès <{u'uiie colonne liquide est introduite ; car la puissance conductrice de cette colonne, toujours très petite, fait croître dans une «{norme proportion les résistances du circuit, ou, ce qui est la même chose, diminue considérablement sa puissance conductrice totale. Au contraire, l'introduction de la même colonne dans un circuit roltaïque n'ajoute qu'une résistance comparable à celle des éléments de la pile , et qui peut être vaincue par le courant très intense que cette pile fiiit naître et auquel elle livre passage; )a colonne liquide est alors traversée par an courant d'une intensité plus faible, mais encore suffisante pour opérer des décompositions ebimiques.

Choix du 906. Lemêmeprincipeconduitàuneantreconséquence, ^1'»° relativement au galvanomètre qu'il convient de choisir pour étudier les coimints de chaque classe. S'il s'agit de courants thenno-électriqnes , il est préférable de se servir d'un galvanomètre dont le fil , gros et coort , ne fasse qu'un petit nombre de tours, afin de ne pas a&àiblir dans une trop grande proportion la puissance conductrice du circuit total , et par suite l'intensité du courant. Au contraire , s'il s'agît de courants bydro-électriques, il y a un grand avantage k employer un galvanomètre dont le fil fait un grand nombre de tours-, car, quelle que soit ta résistance apportée par ce fil, en i«ison d« sa gronde longueur, elle est, le plus souvent , beaucoup plus petite que la somme des résistances opposées par les éléments volta'iques, ou par les liqnides existant dans le reste du circuit , et la multiplication des tours conserve à très peu près toute son efficacité.

TMwion» 907. La comparaison qui vient d'être faite, entre tes d* connoU.

CUQDANTE-UUITIÈHB LEÇOH. SSp

inteiuîUs des couranb qae deax sourcea, l'une thermoélectrique, l'antre hjdro-^Iectriqne , produiraieot dans un circuit de mâme puissance conductrice, conduit an mode leplusexactdecomparerlespouToirsde différentes sources pour produire dos courants électriques, pouvoirs que M. Pouillet appelle les tensions des sources. Si l'on détermine, pour chaque source, l'intensité F du courant qu'elle produit , dans un circuit dont la puissance conduc-

F trice totale P a été calculée ou mesurée, la frao^on ^ représentera l'intensité du courant que la même source serait capable de produire dans un circuit dont la puissance conductrice serait i ; c'est-à-dîre dans un circuit ayant i" de long, une section i, et formé avec la substance dont la coudoctibilité est prise pour unité.

Cette fraction = peut seule donner une idée complète du pouvoir [Jus qu moins grand, que possède la source, de produire des courants électriques^ on peut la-désigner sous le nom de tension spécifique de le source. A l'aide de cette définition, les sources de courants deriennnit comparables numériquement. On peut dire, par exemple, que la tension de tel couple thermo-électrique crott proportionnellement k la difTércnce entre les températures des deux soudures; que la tension spécifique de telle pile voltaïqae égale 1 14 ooo fo<< la tension d'un couple biimuthcnivre, sous une différence d'un degré de température.

908. La qiiantité d'électricité en mouvement dans un t^^an circuit est proportionnelle k l'intensité du courant qu'elle ''•^'i^'JJ;''' produit. Pour le prouver, M. Pouillet introduit, dans un monTcmein. circuit voltaïque de force constante, le fil d'une boussole de sinus , et une des roues dentées décrites dans le § 95$ ;

34o coins DE PUTBlQUl:.

un des pôles de Ib pile commnaîqae avec l'axe de la roue , l'autre avec une languette cpii preaae nn peu sur la jante , que des tasseaux de bois fixés entre les dents, et tourna avec soin, rendent parfaitement noie; les fils de communication sont disposés de manière k éviter toute induction da couraDt sur lui-même. Quand la languette touche une dent de la roue immobile, la boussole prend aussitôt une position fixe, et le sinus S àt la déviation observée mesure l'intensité du courait continu qui parcourt le circuit.

Si l'on fait tourner la roue , l'aiguille de la boussole se rapproche du méridien magnétique, et oscille sans s'arrêter, tant que le mouvement est encore lent. iVais au-delà d'une certaine limite de la vitesse de rotation , l'aiguille dcvieutfixe, et le sinus S' de la nouvelle déviation observée mesure l'intensité du courant périodiquement interrompu , qui existe alors dans le circuit. Soient m et 6 les longueurs des arcs occupés sur la jante, par une dent métallique et par un tasseau de bois. On peut admettre, comme extrêmement probable, que les quantités d'électricité qui traversent dans le même temps une même section du circuit , quand il est conUnu et quand il est périodique , sont entre elles comme m -f- 5 est à m. Or on trouve toujours que les sinus S et S', ou les intensités des deux courants, sont précisément dans ce même rapport. On conclut de cettu coïncidence que l'intensité du coprant , qui parcourt un circuit déterminé , peut servir de mesure à la quantité d'électricité en circulation dans ce circuit.

909. Les recherches entreprises par M. Faraday, pour étudier la propriété, que possède la pile voltaïque, d'effectuer des décompositions chimiques, ont conduit ce phjsînen k la découverte des lois qui régissent ce phénomène

CUfQUjUITB-HlIlTlÈKK tEÇOH. 34l

général. Le genre d'ijiectromèire dont ac sert M. Faraday consiste gtfnëralement en deux petites éprouTettei graduées, remplies d'eau acidulée , et plongeant par lettre extrémités ouTertes dans mt vase coatenant ie même lîqaide. Dem lames de platitie sont au milieD de ces éprouvettes, doat les extrémités sapérteores ont été fermées et sondées, par la fiMion du verte , autour à» fils de platÎBe ou d'or qui les traversent , et <jni supportent les lames. Cet appareil feisant partie d'un circuit Toltaïque, la ijuMilîté de cbacon des gaz tjui s'y déreloppent, par suite de la décomposition de l'eau, seKt k mesurer le pouvoir chùnique du couraid.

Ixinqa'on introduit dans le même circuit roltaïque , et à la suite les uns des autres , pluneiuv apparais semblables, dont les lames métalliques ont diverses dimensions, «t qui contiennent des liquides dîfTérenls, le courant unique qui parcourt tous ces électromàtres décompose dans tons la m^me quantité d'eau , ou y dévdoppe les mêmes quantités de gaz. Si trois de ces appareils sont tellement dîq>09és dans le dicuit, que le courant total, après avoir' parcouru l'un d'eux , se partage entre les deux autres , et se rerorme au-delà, il arrÏTe toujoivs que la somme des quantit^Sa d'eau décomposées par les deux courants dérivés est égale à la quantité décomposée dans le premier électromètre. Ainsi la faculté d'opérer^ des décompositioas chimiques, que possède un courant bydro- électrique , reste la même daos toutes les parties dn circuit, et se partage outre les .courants dérivés, abaolmtent conune l'intensité. Ou peut donc r^arder comme safisamment démontré, que le pouvoir chimique d'uu courant est proportionnel à la quantité d'électricité en mouvement dans le circuit. ^^ ^^

910.11 est évidrat, d'après la constance du pouvoir chi- ,^',"'^î*

343 COURS DE PBYSlQIfB.

roique, qqe si, dans un même circuit, on introduit uu électromètre, et ou appareil analogue, dans lequel un autre corps que l'eau soit décomposé, ce sera la même quantité absolue d' électricité en mouvemeat qui dtJveloppera les gaz dans l'ëlectromètre , et qui séparera les déments du corps composé, dans le second appareil. Par exemple, lorsque ce nouveau corps est du protochiarure d'étain , qui ne renrerme pas d'eau , l'étatn recueilli au bout d'un certain temps pesant 3*^,a , le poids de l'eau d^omposée pendant le même temps est o*',^gy ; ces nombres sont donc des èijuivaîents éiectro^fu'miques, c'est-à-dire que la fpiantité absolue d'électricité, enmouveraent dans un courant électrique capable de décomposer o*', 497 d'eau, est aussi celle qui est nécessaire pour prtJcipitef 3^',^ d'étain du protochlorure de ce métal.

Ces nombres sont & très peu prés dans le même rapport que les équivalents cbimiqnesde Veau et de l'étain. Par des expériences analogues à la précédente, M. Faraday a obtenu les équivalents électro -chimiques d'un grand nombre de corps, et ces équivalents sont exactement proportionnels anx poids des atomes de ces corps , adoptés par tes chimistes. Or, comme un courant électrique, opérant une décomposition, ne fait que restituer aux composants les masses d'électricités contraires qui sont mises en liberté lors de leur combinaison , l'identité précédente conduit à cette loi : que les atomes de tous les corps simples possèdent les mêmes quantités absolues d'électricité.

Dans tontes les expériences de M. Faraday il était inutile d'avoir un courant constant, puisqu« tous les appareils décomposants dont on comparait les efTels , étant dans le même circuit , éprouvaient les mêmes variations ; ce qui ne

ClMQI/àMTE-HBlTtilU LBÇOK. 343

changeaiteDrieales rapports des DombresobteDus. H. Becquerel a vérifie la loi des équivalents ëlectro-cbimiques, en se senraut d'uife pile k courant conatant de deux couples (§891). Trois- diasolotions , Ynne dacuîvre, l'autre d'argent, la troisième de âne , furent succesnTement introduites dans le circuit pendant vingt-quiUre heures obacnne. Un électro mètre particulier mesurait l'intensité constante du courant; et des changements dans )a longueur des fils de communication permettaient de régler cette intensité, de telle sorte qu'elle fût la même dans les trois cas. Les quantités de cuivre, d'argent et de zinc , précipitées dans des temps égaux , pesaient respectivement o«',oo9 ; o*',o3o5 ; o<\ 00912 -f et ces nombressont précisément proportionnela aux poids atomiques des trois métaux.

91t. Les recherches de M. Faraday.indîqoent en ootre Onaniiu qu'une quantité considérable d'électricité en Qiouvement në<MH«ira ne décompose qu'un petit nombre d'éléments. Paresem- '*^J^ fj^^" pie, un poids de o^'ioSS d'eau exige, pour sa déconjposilioB, un courant électrique continoé pendant 3 minutes. 45 secondes, qui soît capable de maintenir à la chaleur rouge , dans le même temps, un fil de platine d'un quart de millimètre de diamètre. M. Ponillet a donné.une évaluation plus précise; il prend pour unité la quantité d'électricité en mouvement qui traverse , dans une miqitij£ de temps, une section d'un circuit tbermo-électrique bismuth et cuivre , dont la puissance conductrice est égale à celled'unfilde ao mètres dclonget de i millimètre de diamètre, lorsque la différence de température des deux soudures est de 100*; et il conclut par le calcul, de plusieurs expériences , que 13787 unités de cette eq>èm sont nécessairea pour décomposer 1 gramme d'eau. >

344 COWRS DE PHTSIOim.

iperfeciiou oia. Les diverses expériencfs que M. Pouillet a entre-

.lathéoris r , . , , ; .,.,..

det pnsM , pour obtenir ce réniltat , tout voir qn il existe tmcore une lacune k combler pour que la diéorie de l'intensité dos courants électriques nit toujours d'accord afec les faits. La pi]e dont s'eat servi M. Poaîllet avait ooe force constante \ rintenaitë était mesurée par uoe bousaole de sinus , et le circuit ne contenait d'autre apparril décomposant qn'an électrooiètre semblable k celoi de M. Faraday. La nature dn liquide contenu dans cet appareil , et la lame qaï servait de réophore positif, furent successivement changées. A chaque expérience on déterminait le tempa néceMaire ponr que le voloine de l'hydrogène» développé danft rélectromètre gradué, ftiX de a centimètres cubes. Le produit du temps tronvé , par t'intensîté observée, est constant pour tontes ]es eTpérienoes, et c'est de la valeur deve produit que M. Pouillet a déduit par le calcul le résultat qa'il cbâvhait.

Tbnt que les réophorcs conservent la nvéme nature , et qu'on fait seulement varier la cônducb'biKté du liquide de rdedromètre , on pent attribuer les variations de l'intensité à Talténtion que ce changement de liquide app<Mte dans la puissance conductrice du circuit. Mais si, employant toujours le mfime liquide acidulé, ob subalitoe K la lam*de platine, qui sert de réophore négatif, une lame de cuivre ou de zinc, cette modification, en apparence très i^ère , snffit pour tripler k peu près l'intensité dn courant. Oitte varia^oo considérable dans la tension spécifiqne de ta source hydro- électrique, occasionnée par le seul changement d'une portion , métolliqne et très petite , du circuit , dt)it dépendre de la résistance que l'électricité éprouve lorsqu'elle change bmsquement de conductear.

byGoogk

CfflQUAIITK-tlDlTtkHB LEÇON. 345

Maïs de nouvelles recherches exp^rimenlelcs sont indispemables pour mesurer exactement ce nouvel obstacle k la propagation des courante , avant qu'on puisse en tenir compte dans l'ëvaloation de la puissance CMinductrice des circuits hjdnhëlectriques , et arriver ainsi ii des fonoides toujours v^Sables par l'esperience.

9i3. M. de U Rive parait avoir émis la premier l'idée ^"i"°" queTou adopte aujourd'hui, ponrse figurer lapropagation d'anconruii. d'un courant dans uu fil métalliqne. Conndérant une suite de molécules en ligne droite À, B, . . . . C, D, interposée eatr« les pâles P e( IV d'une pile, on admet que dans la première A , qui est la plus voisiae du réophore positif P, le fluide naturel est décomposé par înâaence , l'électricité négativeattiréevei3P,r^ctricité positive reponaaéevereNi et que toutes les antres particules de la ligue se oonititnent dans lut état électrique aambUUe , tant par leurs tnSueoces mutuelles, que par celles des deux réopbores. Cela posé, l'accumulatioii des électricités contraires en P et IV doit finir par déterminer une neatKalîsation de Suides entre P et A, AetB, . . .,G et 0, DatN^ nuis aussitôt que ces déchargea successives ont eu lieu , les mêmes causes ramènent les molécules dans l'état dectrique précédent, et la séparation des fluides dans tes partionles augmentant encore avec les masses influentes, de nouvelles décharges s'ensuirent. Si, lors de ce mouvement périodique des fluides électriques , on intercepte les communications de la ligne de particules avec les pâles de la pile, cette interruption les surprend tontes dans l'état électrique que nous venons de définir, et qui doit alors se dissiper.

M. de la Rive supposait que, par une sorte de force coercitive, cet état pouvait persister quelque temps après

i.vGoogIc

346 COURS DB PHÏSIQDB.

la rupture du circuit, la suite des particules ne rcvenmit que lentement à l'^t naturel, par des mouTemeuts analogues aux prëcëdcnts, mats ayant n^essairement lieu en sens inverse-, et c'est de cette maaiâre qu'il expliquait la potartti! des lames métalliques. Quoique l'ensemble des faits cita aux §§ 886 et 888 porte à abandonoer cette explication des courants secondaires, qui est encore défendue par plusieurs physiciens, il n'en est pas moins très probable que les courants électriques sont dus à on mouve- Rieut périodique de l'électricité, ou à une suite de décompontiODS et de recompositions de fluide naturel entre les particules «uccessives des corps conducteura. Et puisque les effets secondaires que produisent les fils de métal s'expliquent complètement, sans qu'on soit obligé de supposer la persistance de l'état électrique dû à l'influence voltaïque, il faut seulement en conclure qaetiet état se dissipe instantanément, dès que l'influence est écartée.

Cette hypothèse sur le mode de propagation d'un courant électrique dans un fil métallique, acquiert de iour en }Our nne plus grande importance , et semble destinée à établir nn lien naturel entre toutes les parties de la théorie physique de l'électricité. Le principe établi par M/ Becquerel (§ 867) suppose la même définition pour un courant thermo- électrique , et Ton a vu que ce principe explique très bien tous les faits observés sur les courants produits par la chaleur. Les courants par induction paraissent dus au développement et k la dissipation rapides de l'état d'électrisation par influence, que l'électricité en mouvement dans un circuit détermine sur les particules des coadncteun voisins.

Enfin des recherches récentes de M. Faraday, sur tous

CIHQOANTE- HUITIÈME LEÇON. 347

, tes phénomènes de l'ëleclricité sUUqne , sembleat indiquer , que dans les milieux non conducteurs, teisqae le verre, le soufre, les gez, corps que M. Faraday appelle di-électriques, IVtat d'electrisation par influence de toutes les particules se développe comme dans les milieux bons conducteurs-, mais avec cette ^ITéreDce, que les déchai|;es successives, de molécule à mol^ulc, ont lieu avec la pins grande facilité dans les métaux , et pour ainsi dire sous des tensions très faibles; tandis qoe, dans les di-électriques, ces déchaînes n'existent pas, ou bien exigent des tensions considérables, et produisent alors les effets mécaniques d« rupture et les étincelles. Ce serait par ce genre d'induction sans décharges que l'influence d'un corps électrisé, ou celle d'un courant, se propagerait au loin, k travers l'air ou tout autre di-électrique.

9i4- On peut étendre ces vues théoriques à la transmis- Tranaport sion des courants dans les liquides, mâme lorsqu'il se ma- par t«» nifeste des décompositions chimiques. Il suffit d'admettre *'''°™'' que, dans ces circonstances plus compliquées , les décompositions et recompositions de fluide naturel s'opèrent avec untransporldemati^repondérahle^c'est-â-direquelefluide positif, successivement cédé d'une molécule à la suivante , enlraine avec lui des éléments électro-positifs ; tandis que le fluide négatif arrive dans le système de chaque particule dn liquide, accompagné d'éléments électro-négatifs. Ce transport d'éléments matériels est en quelque sorte r«ndu sensible par les oiduvements violents de rotation et de translation produits k la surface d'un globule de mercure, placé ■u fond d'une capsule de verre, et recouvert d'une petite couche d'un liquide conducteur , tel que l'acide sulfurique, dans lequel sont plongés les deux réophores d'une pile.

348 COtinS DE PHTSIQDE.

MM. Ertnan, Herschel . Nobili et Sérallas, ont recherche' par (le nombreas<s expëriences les caïucs de ces mouvements Biogatiers. Nous devons nous borner k dire que les mouvements observes & U sarfsce du globule de mercure sont dus au transport de particules dont l'état électrique est fortementexalt^ par l'influence des réophores. Par eiemple, les éléments ^lectro-pontift , tels que des atomes de sodiam , amalgamés avec le mercure avant l'action voltaïque, sont ^nergiquement repoussa par le pâle positif dis que cette action commence-, ceux de ces aiment» qui parviennent k la surface du globule, où lenr mouvement doit éprouver moins de résistance , tendent vers h pâte négatif, et servent même à y transporter le flaide positif. Cest ce mouvement rapide qui, se communiquant au mercure par une sorte de résistance ou de frottement , produit la radiation qu'on remarque k sa surface. Sur 9i5. La faculté que possède l'électricité en mouvement

J'uD loui d'opérer deS décompositions chimiques, a fait admettre «eiîriqno. ('«[»"'* long-temps qoe les atomes des corps possèdent des 1 propriétés électriques permanentes. On suppose que les I éléments qui jouent le râle d'acide dans les combinaisons, I oo qui tendent vers le pâle positif de la pile lor» des dé- i compositions, sont constamment électrisés n^tivement; tandis cpie les éléments qui tiennent lieu de bases , ou qui tendent vers le pâle négatif, sont à l'état positif. Dans cette hypothèse, pour expliquer le développement de l'électricité dans les combinaisons , et la loi générale qui le r^it, il faut admettre, avec Ampère, qu'noe molécule électro-négative est nécessairement entourée d'une atmosphère d'électricité positive , et qu'une molécule ëledropositive possède une atmosphère d'électricité négative;

CUCQUUTTE-liniTlÈllB LEÇOM. 34.9

ces atoiosphèrefl ràoltant d'une décomposîtioii du âuide naturel amliiant , opér^ par l'électncitë propre sui rno- ' l^Gules.

Lors de 1» combinaison de deux ^Uments, l'na éteC' *" tro-niigatif , l'autre ëlectro-posîtif, leurs atmosphères se nentrtKsent, et leurs électricités propres se maintienneut ' nfciproquement i l'état latent. Ainsi dans l'action chimique ' d'un acide sur une base, et conformément aux faitSj Ta- ' cide doit se char^r d'électricité positive , et la base d'é- ' lectricité négative, provenant des atmosphères rendues libres par la combinaison. J\ résulte de cette eiplicatiôn <pie tonte actioD chimique est accompagnée de la neutralisation de masses fluides contraires ^ cette formation de finide naturel serait , suivant Davy, Forigine de la chaleur dégagée dans les combinaisons.

Mail cette théorie admettant Tétat positif ou négalif constant des atomes, comment concevoir que certains ' corps jonent dans certaines combinaisons, lantdt le râle d'acides, et tantât celui de bases? Suivant M. Dumas, cette difficulté ne peut être levée qu'en adoptant l'hypothèse d'un seul fluide électrique, agissant par répnision sur lui-même, et par attraction sur toute espèce de matière pondérable. On admettrait alors que les atomes , généralement électro-positifii , contiennent constamment plus de fluide qu'il n'est uécessaîre pour l'équilibre électrique -y tandis que les atomes ordinairement électro-n^ati& en contiennent moins. Si deux corps électro- positifs se combinent , c'est parce que l'un , contenant un excès de fluide moindre que l'autre , est négatif par rapport à ce dernier ; de même la combinaison de deux éléments électro-n^tils, est due à ce que l'un des éléments , manquant de fluide

35o COURS DE PHYSIQUE.

■noins que l'autre , est positif relativement. M. Dumas est parvenu à eiplïqner, par des cousid^tioiis analogues, plusieurs autres anomalies qui se présentent ea chiaue, et âont il lui paraît impossible de se rendre compte dans la théorie des deux fluides , quand on regarde lea affinités chimiques comme uniquement dues à des facultés électriques. Cette incapacité, réelle ou apparente, de l'hypothèse des deux fluides, l'a fait rejeter par plusieurs chimistes. Mais en physique, ou comme moyen de coordonner les faits physiques seuls, cette hypothèse est préférable, dans l'état actoel de la science , à l'ancienne idée de Franklin. Il ne parait pas d'ailleurs impossible de condlier les cas exceptionnels de la chimie avec l'hypothèss adoptée par les physiciens. Deux corps, bien qu'électrisés de la même manière, peuvent s'attirer, lorsque l'un d'eux contient une plus grande quantité de fluide libre que l'autre, et qu'ils sont convenablement rapprochés ; cet eSêt provient, comme on l'a vu, d'une décomposition de fluide naturel, que l'influence de l'électricité libre du premier corps détermine dans le second , et qui fait nattre une force attractive pouvant surmonter la répulsion qui l'accompagne. Or il pourrait se faire que te voisinage de deux éléments, tous les deuxélectro-posili&, ou tous les deux électro-négatifs, détermîn&t une décompo^tion de fluide naturel dans le système de l'élément dont l'état électrique a moins d'énergie; d'oiî résulterait un rapprochement, et par suite une combioaiBon. .

ClMQDàMTB-NBUVIEME LEÇON.

GIIVQVANTE-IVËUVIEIIIE LEÇON.

Radiation caloriBque. — Subslances diatfaermaDes. — Rayons de chaleur d'cspéc«s diEFërentes. — Diathermansies. — Spectres ciloriGques. — Polarisation de la chaleur rayonnante.

916. L'étude «xpërimentale da spectre produit par un Recherches prisme prouve que, dans un faisceau solaire, les rayons de radiaiion lumière sont accompagnés de rayons de chaleur. Des thermomètraB très sensibles, eiposés sur les différentes parUes dn spectre, et méiD# au-delà, signalent des échauffements inégaux, dont le maximum correspond à nu point variable de positifjn, suivant la nature du prisme. Pour expliquer ce fait, on est conduit à admettre que la chaleur rayon> naate, comme la lumière, comprend des rayons d'une infinité d'espèces, qui se réfractent inégalement en changeant de milieu-, et que, pour chaque prisme, il existe un spectre calorifique, distinct du spectre lumineux, et sur lequel l'inteowté suit une loi différente, qui varie même d'un prisme a un autre. Les nombreuses recherches entreprises par M. Melloni ont vérifié complètement cette identité présumée, entre les lois de la radiation calorifique et celles de )a radiation lumineuse. La leçon actuelle a pour objet d'exposer les procédés suivis dans ces recherches, et leurs principaux résultats.

352 COURS DB PHYSIQOE,

917. L'appareil thermoacopique doQts'estserviM.MelloDÎ est la pile thermo- «électrique suffisamment décrite au paragraphe 873. Nous sapposerons d'abord que la source de chaleur soit une lampe d' Argant à double courant d'air, munie d'un verre, et alimentée d'huile très pore par un courant comUnt, en sorte que sa flamme puisse conserrer \ une température invariable pendant une ou deux heures. Cette lampe doit être placée sur l'ane de l'appareil à nue ^ disunce constante, que l'on détermine de telle manière que la chaleur transmise k la pile par l'ouverture du diaphragme fasse dévier l'aiguille du galvanomètre de 3o'. Le support de l'écran ouvert est ensuite amené au milieu de celte disUnce. Enfin on place entre ce support et la lampe l' écran opaque et mobile.

Les di£férent« parties de l'ajqiaràl étant «nw disposées, si l'on écarte l'écran opaque, on remarque ^e l'aigoille dévie rapidenjent vers 3o% porition qu'elle atteint et dépasse même en 5 à fi seconde» pour ne l'occaper définitivement , après plusieura oscillations, qu'au bout de go", ou d'une minute et demie. Si l'on intercepte de nouveau l'action de la source par l'écran opaque, et qu'on établisse, du côté du diaphragme opposé à la pile, une plaque de verre & glace qui masque son ouverture, ausaîtdt que le rayonnement de la chaleur est rétabli, l'aiguille du galvanomètre part de zéro, est chassée en 5 ou 6" à pria de ai" 5', mais se rapproche ensuite et oscUle dans un arc de moins en moins étendu; enfin, encore au bout de 90", elle atteint définitivement ao°.

Lorsqu'on répète cette expérience sur d'autres lames de verre ou d'un autre corps diaphane, d'épaisseurs très différentes, le galvanomètre indique des déviations plus ou

CIBQUiDTE-NEDVIÈME LEÇOH. 35!)

tnoiiia grandes, mm le temps qneraigaille meta atteindre sa position d'équilibre est toajounle rn^me. La coDStance de est ÎQterralie de tempe prooTC que, dans ces circonstances , la pile est aniquement influencée par la chaleor transinise à travers le corps diaphane, sous forme de rayon oement direct et instantané de la source à la pile, et que l'échauiFement propre du corps interposé ne peut exercer d'action «ur l'instrument. C'est d'ailleors ce (]ae l'on met hors de doute en masquant l'ouTerture du diaphragme par une lame de Terre noircie Teis sa source, car l'aiguille reste alors stationnaire au zéro de déviation^ quoique la lame interposée doive ici s'échauffer davantage.

Après chaque observation, il but attendre pour eu &ire une nouvelle que l'aignille soit revenne an zéro de déviation. Elle ne prend ordinairement cette position qu'au bout de 7 à 8 minutes, et souvent plus lorsque l'action delà source a été forte et prolongée. Hais l'expérience indique qu'on peut diminuer beaucoup ce temps, en approchant une bou* gte k une distance convenable du c6lé de la pile opposé an diaphragme, et en interceptant son action lorsque l'aiguille a atteint le zéro, pontîon qu'elle ne quitte plos quand toute la pile se refroidit uniformément. L'écran mobile placé derrière la pile sert ainsi i abréger la durée des épreuves.

Pour pouvoir étudier complètement, au moyen de la pile thermo-électrique, l'influence que le poli des surfaces, l'épaisseur et la nature des corps diaphanes exercent sur les quantités de chaleur qui les traversent sons forme rayonnante, il faut chercher d'abord la relation qui existe entre la déviation indiquée par l'aiguille du galvanomètre et l'énergie du courant thermo-électrique qui l'occasionne ; puis il importe de savoir comment cette énei^ s'accrott 111. 33

354 COURS DE PUTSIQCE.

avec la qiunlil^ de chaleur qui tombe sur uue des fmces de la pile. Or M. Melloni & indiqti^ ud raojen très exact de déterminer les divers éléments d'une table, particulière à rinstrument dont on se sert, et qui donne pour chaque déviation le rapport de l'inteosUé du courant qui lui correspond, à celle d'uD coarantqni ne fiarait dévier l'aiguille que d'un degré (§ 874)') et l'on reconnaît que les nombres fournis par cette table peuvent être regardés comme proportionnels aux quantités de chaleur reçues par la pile, quand l'aiguille subit les déviations correspondantes. Car si l'on observe les déviatioas produites par une même source de chaleur, que l'on fait successivement stationner il difiérenles distances de la pile thermo-électrique, les nombres correspondants, donnés par la table, reproduisent exaclemeut la loi de la raison inverse du carré de la distance.

loOiMnce 918. Voici maintenant les principaux résultats que larfkces M. Melloni a obtenus au moyen de son appareil. Il plaça

*'* ' SDCCesaivement devant l'ouverture du diaphragme des

[Jaques de verre de même épaisseur 8'"',37i, fragments d'une même glace dont la surface antérieure on était polie, ou bien avait été osée avec do sable, de rémerî on d'antres lubatances-, les déviatitHis de l'aiguille ont varié pour ces différentes plaques de 19* i 5*. Ainsi )a quantité de chaleur rajonnée à travers une plaque diaphane est d'autant plus grande qne sa surface est plus polie.

Diei«i«u- 9I9> Des morceaux de verre i glace, d'épaisseurs très

d«* pau». différentes croissant de a à Si"", ont donné des déviations de plus en plus petites ; mais, en calculant au moyen de la table les inteositéa des courants tbermo -électriques correspondants à ce; déviations, et par leurs différences les

ClKQUUITB-NBUVtàlU LBÇON. 355

npporti des pertes de chaleur dnea à des couches d'égale profondeur, nicceuÎTemeDt travenées àmis un méniB morceau, M. Mdlou a constaté par de nombreuses vérifications le &It aperçu par Ddaroche, que ces pertes vont en diminuant avec une grande rapidité à mnore qoa l'épaisseor diaphane augmente d'une quantité constante. Des anges de longueurs différentes, termiaécs par des kmes de verre parallèles, ajant été remplies d'hmie d« colsa, et successivement présentées à roavertnre du diaphragme, ont donné des résultats semhlahles ; la diminution des pwtes de chaleur, dues & des accroissements égaux dansl'^^MÎBseur de la couche liqtiide traversée, a ét^ constamment observée depuis S"" jusqu'à too~~ d'épaisseur totale.

930. La nature du corps diaphane a aœ grande in- SuUianoM floence sur la quantité de chalenr rayonnante qui poat le nunM. traverser. Une même auge de 9",ii de largeur interne, successivement remplie de dîffijreats liquides, ayant été pla> «ée devant l'ouverture du diaplu^kgme, il en résulta des déviation! de l'aigmllc très difiiSrentes. La table donnait pour chaque déviation .la force du csnrant thermo-électrique -, le rapport de cette ibcoe à celle correspondante à la déviation obtenue quand l'ouverture du diaphragme était masquée par l'auge vide, pouvait étie pris pour le rapport de la quantité de chaleur transmise, à celle représentée par 100 qui tom^Miit sur la foce antérieure de la lame liquide. Dans ces circonstances , sur loo rayons de chaleur , le carbure de soufre en transmet 63 , l'huile d'olive 3o, l'éther ai, l'acide su^furique 17, l'alcool i5, et l'eau n.

Une autre série d'expériences, faîtes sur des lames de différentes substances solides , et d'une épaisseur commune de «3..

356 COURS DE tUYSIQUB.

a", 6a, a fuurQÉ les nombres suivants: sui loo rayons dtf chaleur, le sel gemme en a trauamis 9a, le spath d'Islande 6a, le verre à.glace 6a, le cristal deroctie 67, la toumia- liue 37, la chaux sulfatée 30, l'alun la. Conform^ent aux résultats cit<is plus haut, le nombre des rayons transmis diminue avec l'épaisseur des lames solides-, toutefois des pièces de spath d'Islande et de cristal de roche cnfiimë ayant S6 à luo"" d'épaisseur, ont encore transmis plus de la moitié du la chaleur incidente, tandis qu'une plaque d'alun d'une transparence aussi pure que celle du plus beau verre, et de i*"" d'épaisseur seulement, n'en laissait passer que les 17 centièmes.

Ainsi une couche très limpide d'alun transmet trois fois moins de chaleur qu'une couche de cristal de roche presque opaque et cent fois plus épaisse. En outre, certains verres noirs complètement opaques , employés cpmme miroirs dans plusieurs expériences sur la lumière , transmettent encore sensiblement de la chaleur rayonnante. Il y a donc une sorte d'indépendance entre les deux transparences calorifique et lumineuse ; c'est pour cela que H. Melloni propose de distinguer sous le nom de diatheT' mânes les substances qui sont traversées librement par la chaleur rayonnante, loauenee 931. Enfin la source de chaleur a une grande tufluence de chaîtwr ^^'^ !'■ quantité de rayons transmis par un corps diathermane. M. Melloni substitua successivement, ii la lampe des expériences précédentes , du platine incandescent et du cuivre maintenu à une température constante par une flamme d'alcool , enfin des vases remplis de mercure ou d'eau en ébuUitîon. Les substances essayées ont toujours conservé le même ordre, c'est-à-dire que les plus diath«--

CIHQVASTE-NRUVltME Ï.RÇON. 357

mânes pour la chaleur de la lampe ont présenta la même supériorité daiu ces nouvellei circonatRaces i maislenombre de rajons transmis compara k celui des rayons incidents a beanconp diminué.

Par demple , le cristal de roche et le spath d'Islande, qai transmettaient plus de la moitié de la chaleur venant de la lampe , ne livraient passage qu'au quart des rayons envoyés par le platine incandescent. La chaleur transoHse par chaque substance est devenue encore plus faible quand la source était le cuivre échauffé. Plusieurs des substances les moins diathermanes arrêtaient tous les rayons émis par le mercare bouillant. Enfin la transmission a été nulle pour tous les corps , lorsque la source était de l'eau bouillante. Ainsi la faculté que possède la chaleur de rayonner ^ travers les substances diathermanes , diminue rapidement avec la température de la source, ainsi que Delaroche l'avaït remarqué pour le verre.

Une seule substance , le sel gemme , ofîre ane exception remarquable à cette loi : il transmet la même proportion de chaleor rayonnante , quelle que soit la température de la source. Que cette source soit une flamme brillante ou simplement de Teau échauffée à 4o ou So", le sel gemme, sur une épaisseur de 3'**',6â, laisse toujours passer les 93 centièmes des rayons calorifiques qui tombent à sa surface. L'influence de l'épaisseur du corps diathermane sur la quantité de chaleur qu'il transmet , est d'autant plus grande que la température de la source est plus faible. Tontefois les variations du rapport des rayons transmis aux rayons incidents diminuent avec l'épaisseurj en sorte qu'au-delà d'une certaine limite une plaque mince , de mica par exemple, transmet la même proportion de rayons pour

358 COUBS DB PHTSIQue.

deux Bouraes de chaleur fort différentes. Ce dernier r^ sultat de l'expérience parait condaïre ^ nne conséqaeace importante.

^^^ 93a. Les corps, tels que les métaux, qui ne parussent

pas donner passage k la chalsnr rayonnante , même sur de trè» petites épaisseurs, et que l'on peut nommer par cette raisbn corps athermanes, dviveot cependant être r^ardés comme se laissant réellement pénétrer par des rayons de dialeur jusqu'à une certaine [H-ofondeur, qui qaoiqne insensible n'en existe pas moins [^ aa8). Or cette limite de profondeur est nécessairement beaucoup plus petite ou du même ordre de grandeur qua cqIIc de l'épaisseur d'une lame de mica, qui laisse touiours passer une fraction sen* siblement constante des rayons qui lui arrivent, quelle que soit la température de la source d'où its émanent. On est donc conduit à penser que la coucbe superficielle d'un corps atbermane jouit de la même pro|»iété} d'où il suivra que cette coucbe émet une fraction constante des rayons qui se présentent à la sortie, quels que soient d'aillenrs leur nombre , lear intensité ou leur temp^lnre, et qu'elle partage suivant des proportions constantes les rayons qui tombent sur sa surface extérieure en chaleur absorbée et en chalear réfiéchie. Des expériences de M. Melloni (§ g;i^} prouvent que tous les métaux jouissent effectivement de cette faculté , mais elles indiquent aussi que les corps athermanes non métalliques ne se comportent pas avec la même indifférence pour tontes les espèces de rayons.

ProprUt^ 9a3. Le fait de la diminution des pertes qne la chaleur qui ■ (i«T«né rayonnante éprouve en traversant successivement des épais-

mliieui. scurs égales d'un même corps diatbermane, indiquait que

CinQOÀIITE -NEUVIÈME LEÇON. 359

les rayons de chaleur subissent des modifications particulières, dans leur passage k travers un milieu poudërablCt qui altèrent leur qualité priDiitive, et les rendent plus feeilcment transmissibles dans le niénie milieu. Il était h croire , d'après cela , qu'en prenant pour source de dialenr une lampe d'Aidant, les rajotis obligés de traverser la cbemiu^e de verre , acquéraient dans ce passage une qua-. lité spéciale. Pour s'en assurer, M. Mellon! prit pour nouvelle, source une lampe, dite de Locatelli, à un seu) courant d'air et sans verre, munie d'un réflecteur, et toujours alimentée d'huile très pure par un counint constant.

Cette nouvelle laiope fut disposée sur l'appareil thermoélectrique, à une distance telle que son rayonnement direct sur la pile fît toajoors dévier l'index de 3o°. En plaçant snccessivem^it devant le diaphrs^e les plaques diaphanes de 3'™,6 d'épaisseur oommune , déjà essayées aveo la lampe d'Argant, M. Melloni a trouvé que sur loo rayons incidents le sel gemme en transmettait ga , la chaux fluatée78, le spath d'Islande et le verre 39, le cristal de roche 3S, la tourmaline d'une couleur verte très ibncée 18, le verre noir opaque 16, la cbsux aul&tée 14, l'alun 6. Les différences qui existent entre ces nombres et cens donnés au § 920, indiquent que la cheminée de verre, entourant la première source , donnait ans rayons qui la traversaient la propriété d'être plus facilement transmissibles k travers les milieux diaphanes^ le sel gemme seul laisse passer la même proportion de cbaleor dans les deux cas.

Pour étudier la modification qu'un corps diaphane particulier fait éprouTer aux rayons qui le traversent, M. Melloni interpose une lama de eette substasce eutw hi lampe sans verre et le diaphragme. Il approche ensuite la sQuirce

36o COVBS DE PHTSIQDE.

jusqu'à ce que le rayounemeot qui s'opère à UaTcn la lame ÙBSe encore dévier l'index de ^°. EnBn il préiente succès* sivement a l'ouTerture de l'<k:cau fixe les plaques diapfapnea des exp^ieuces précédentes. Voici quelques-uns des résultats obteuua dam ce genre de reeherclies. Sur loo rayons qui ont traversé une lame d'alun du 3'"*,6 d'épsisseur, le sel gemme en traumnet 92 , le spath d'Islande et le cristal de roche 91, la chaux fluatée, le verre et l'alun 90, la chaux sulfatée Sg, h tourmaline verte 18, le verre noir opaque ^ rayon. Sur 100 rayons qui éme^eot d'une lame de cbaux sulfatée, ayant aussi a'™,6 d'épaisseur, le sel gemme en transmet toujours 92, la chaux fluatée 91 , le spath d'Islande 89, le cristal de roche et le Terre S5 , la chaux sulfatée 54 > l'alun 4? , le verre noir opaque 18, la tourmaliue 1. Sur loo rayons qui peuvent traverser une plaque de verre noir opaque, ayant (""jSS d'épaisseur, le sel gemme en transmet 92, la chaux fluatée 91 , le spath d'Islande et le verre 55, le cristal de roche 54 , le verre uoir opaque 53, la tourmaline io, la chaux sulfatée i5, l'alun ~ de rayon. Elnfin les rayons qui émergent du sel gemme se comportent toujours comme ceux émis directement par la source.

Ainsi les rayons de chnlear qui sortent de l'alun sont transmis en grande abondance à travers les plaques diaphaoea incolores, tandis qu'ils éprouvent une perte de plus des \ en traversant une lame fortement colorée de tourmaline , et sont presque totalement arrêtés par la plaque opaque de verre noir. Ceux qui sortent de la chaux sul&tée se conduisent de la même manière dans les milieux diaphanes incolores, mais ils éprouvent une perte des \ dans le verre noir, et sont presque totalement ar-

CINQUANTE -NEUVIÈME LEÇON. 36l

i^tda par la tourmaline. Enfin ceux qui éme^ent d'uue plaque opatjuflde verre noir sont encore presque tous transmû per les ulaqnes dîathermanes incolores', une autre lame opaqae en laisse passer plus de la moitié , la tourmaline en arrête les ^ , la chaux sulfatée les ; , et l'alun les intercepte tovs.

9a4> Ces résultats conduisent à cette conséquence, ^ qu'une source lumineuse, comme la lampe des expériences précédentes , émet à la fois des rayons de cbslenr d'une infinité d'espèces, qui se distinguent les uns des autres par la plus ou moins grande facilité avec laquelle ils peuvent traverser certaines substances diathermenes. En effet, st Ton admet des difierences de qualité dans les rayons , tous les faits relatifs k la transparence des corps pour la chaleur deviennent faciles à concevoir ; et ils peuvent être considérés comme autant de vérifications d'une théorie très simple, dont voici lesprincipales conséquences.

Le sel gemme est la seule substance qui livre un passage «(gaiement facile & tous les rayons. Maïs les autres corps sont diversement diathermanes pour des rayons de qualités différentes-, dans chacun d'eux certaines espèces sont totalement arrêtées , les antres subissent des diminutions plus ou moins considérables ; et ce partage varie d'une substance à uoe autre. Les fractions ou les coefficients qui représentent les pertes que des accroissements égaux de l'épaisseur d'un milieu diathermane font éprouver à chaque espèce de rayons qui le traverse, ont constamment la même valeur pour chaque espèce. Mais ces coefficients variant pour un même milien d'une espèce de rayons à une 8Utt« , il en résulte nécessairement que les pertes totales éprouvées par la chaleur hétérogène qui peut pénétrer

362 C0OB5 DK PHTSIQVE.

dans le coq», doiveat aller es dinuDuant. Toutefois lesrajODS les moins transmissibles ânUsant par sVteindre sensiblement , les coefficients des pertes totales successives doivent tendre vers IMgalité : c'est en effet ce que M. Hellonî a constaté par de nombreux exemples.

Tontes les espèces de rayons de chaleur émis par une source lumineuse , peuvent être conçus rangés suivant leur plus grande facilité à traverser les substances diaphanes ; et puisque une même substance parait de moins en moins diathermane à mesure que la température de la source diminue, îl faut en conclure que cette diminution fait disparaître successivement les espèces de rayons les plus transmissibles. Les effets divers produits par le platioa incandescent, du cuivre échauffé à 4<'0*( i"^ vase contenant de Feau en ébullition , pria successivement pour sources de chaleur (§931), se trouvent ainsi facilement expliqués.

Diithanrui- 9^5. Ainsi la chaleuT rayonnante n'est ni pluB ùmple, m plushomogène que la lumière ; et ù l'on est forcé de reco» naître l'existence d'une inSnité d'espèces de iumières, pour expliquer les phénomènes de coloration, on est pareillement conduit à admettre un grand nombre de rayons de qualités différentes, pour concevoir les faits relatifs k la transparence des corps pour la chaleur. Nous verrons pins loin que ces rayons calorifiques se distinguent les uns des autres par des différences de marche, analogues à celles qui séparent les couleurs de la lumière blanche , et que conséquemment leur diversité est démontrée tout aussi rigoureusement que celle des couleurs.

Il serait impossible de concevoir, dans le système de l'émission, les qualités distinctes des rayons de chaleur.

CIHQ VASTE -niLUVLkHB LEÇON. 363

sans admettre une infinité de caloriques différents , et par suite autant d'hjpothèsea séparées. Dans le système des ondulations ces qualités distinctes comspondraitmt à des nombres de vibrations différents , ou k des ondes calorifiques d'in^ales longneors, se propageant toutes dans l'éther homogine ou l'espace vide de matière pondérable , maïs qui pourraient se transmettre pins ou moins bcilemeot dans tes milieux diathermanes suivant leur nature «t leur densité. Les ondes calorifiques seraient analogues aux ondes correspondantes à différents sons, qui se propagent toutes dans l'air, et qui font vibrer par communication , avec plus ou moins de facilité, tes corps élastiques qu'elles atteignent.

M. Helloni a désigné sous le nom de diathermansie l'ensemble des propriétds particulières à chaque espèce de rayons de chaleur. Cette dénomination correspond exaclement Ji celle de lacou/eur pour la lumière. La diathermansie d'un faisceau calorifique est homogène, si ce faisceau ne contient qu'une seule espèce de rayons-, elle est hétérogène an contraire, ou composée, lorsque, ce qui arrive presque toujours, ce faisceau contient des rayons de plusieurs espèces. Les faisceaux de chaleur rayonnante, provenant d'une même source lumineuse, et qui ont traversé des milieux diathermanes différents, ont tous des diathennansies composées particulières. Le sel gemme est le seul corps trouvé jusqu'ici qni n'altère pas les proportions des rayons de diathermansies homogènes qui le tniversenti ce corps jouit donc , par rapport à la chaleur, de la même propriété que les verres incolores par rapport à la lumière-, toutes les autres substances diathermanes sont analogues à des verres diversement colorés. Les lois qui

byGoogIc ""

régùsent les diathcrmftasïeB composées, dans les faiscesuz

de chaleur rayonnes à travers les snbstancea diathermaoes,

sont absolumeot les mêmes que celles de la coloratîoii des

corps, et conduisent Ii la même théorie (§ 5o3 ).

Perte Q36, Le fait cité plus haut, cni'une lame très mince

panionljèrc ^ >. 1 .11

i i> couebe d Un corps diathermane transmet sensiblement la même

' fitiCtion de la cbaleor rayonnante qui tombe à sa surface, quelle que soit la source d'oà elle émane, parait pronrer que la couche superficielle fuit éprouver b toute espèce de chaleur une perte particulière et constante . qui est incomparablement plus grande que la perte correspondante à une couche d'égale épaisseur prise dans l'iotérieiu'. En effet, si la première couche se comportait comme les soi- Tantes , elle ferait éprouver à chaque espèce de rayons une perte distincte, et la somme totale des pertes varierait de la même manière avec le nombre des espèces de rayons , ou avec l'énei^e de la source i il faut doue nécessairement qu'à ces pertes vienne s'ajouter une perte particulière, identique sur tous les rayons , et qui par sa grandeur comparative fasse (lisparattre ou rende moins sensible In variation que les premières devaient occasionner. C'est la aeule manière de concevoir le fait énoncé pour qu'il soit d'accord avec les autres phénomènes de diathennanéité. L'origine de cette perte particulière à la snrfnce est d'aUleurs facile k concevoir, car les rayons réfléchis pnr une couche intérieure lui sont en partie renvoyés par de nouvelles réflexions dans les couches qui la précèdent, tandis que la couche superficielle perd complètement la chaleur qti elle réfléchit hors du corpsi ou plus esactemeiil cette chaleur est remplacée par des rayons venant des parois de l'enceinte, et qui ont une moindre intensité.

CIKQUANTB-HEUVIÈHE LE^^OM. -^65

917. M. Melloui mesure les pouvoirs (fiaissïis à l'aide saptnâ^T de vases cobiques, dont !es face* sont recouvertes de dif- ■■""'""• féreDtes substances , et dans lesquels on eatretient de l'ean en «ïbiillition , au moyen d'uae lampe à alcool dont la flamme masqut!e oe peut rayonner directement vers la pile. Lie» déviations de l'indei (ÎUot diâerentes d'une face rayonoaiite à l'autre , quoique le cube ait toujours la même température , et soit toujours ii.la même dislance , on peut prendre les rapports des nombres fournis par la table de graduation, et qui correspondent à ces déviations, pour ceux des pouvoirs ànissife des diverses substances qui recouvrent la source. M. Melloni a trouvé de celte manière que les pouvoirs émissifs de plusieurs corps sont reprisent^ par les nombres stiîvanls, en prenant pour loo celui «du noir de flim^ ; carbonate de plomb lOo, colle de poisson 9 1 , encre de Cbioc 85 , gomme laque 72 , sui&ce métallique la.

A l'aide de ce procëd^ , M. Melloni a prouve la fausseté d'une conclusion déduite des expériences de Lealic. Il résultait de ces expériences que le pouvoir émissif d'un métal est d'autant plus grand que sa surface est moins polie -, de là 00 déduisait que les aspérités superficielles des corps fiicititent la sortie de leur chaleur. M. Melloni a fait voir que cette augmentation du pouvoir émissif est due à ce que le dépolissage déchire la couche superficielle, souvent plus comprimée , et met à nu des parties intérieures moins denses , qui par cette raison rayonnent plus de chaleur au dehors. Des surfaces de jais, d^ivoire , de marbre, corps qui manquent presque complètement de compressibilité , n'éprouvent aucun changement dans leur pouvoir émissif par le fait du dépolissage. Mais les lames métal-

366 COUnS DS PBTSIQCE.

liques, quï tmt été lanundes ou martelées, ayant presque toutes une couche superficielle que ces opérations mécaniques ont rendue plus dense, rayonnent plus de chaleur lorsqu'ellessontdépolies. Une plaque d'argent, fondue dans un moule de saLIe et refroidie lentement , possède ua pouvoir émjssif qui n'augmente pas lorsqu'on l'a rayée avec de l'émeri^ on constate même alors une diminution, qui provient sans doute de la compression que les grains dursdelapoudre dépolissante produisent au fond des stries. Pour comparer les pouvoirs absorbants, M. Meltooi place successivement près de la pile thcrmo-électriqoe des disques de cuivre mince, dont les faces poalérieuces sont toutes noircies , tandis que leurs faces antérieures , ou qui regardent la source, sont recouvertes de substances différentes d'un disque à l'autre. Ou observe pour cbacan de ces disques la déviation deraigaille provenantde la chaleur qu'il absorbe , ou plutôt de celle qu'il émet ensuite vers la pile lorsqu'il est suffisamment échauffé. Celte déviation commence quelques secondes après que l'écran opaque est «nlevé, augmente graduellement, et eu 5 a 6 minutes atteint un maximum stable. Cest ce maximum de déviation que M. Melloni prend pour mesure du pouvoir absorbant de la substance qui recouvre le disque essayé. Or, en adoptant ce genre de mesure , on trouve des nombres très différents pour la même substance, suivant l'origine des rayons calorifiqaes. Voici les valeurs des pouvoirs absorbants que M. Melloni a obtenus, eu employant auccessi- Tcment pour source de chaleur la Samme d'une lampe sans verre , du platine incandescent , du cuivre échauffé à 4oo*, et un cube contenant de l'eau bouillante , et rayonnant par une face métallique.

CISQDlirrE-NEIIVlkHE LEÇOK.