II

« Voyant, dit Lenionnier, que l’dlectricilé passait avec tant de liberté au travers des hommes et des métaux, lors môme qu’ils n’étaient pas portés sur des corps électriques de leur nature, je crus qu’il serait fort possible d’électriser aussi une grande masse d’eau. J’en fis d’abord l’expérience dans un baquet, que je remplis entièrement; je pris de la main droite une bouteille bien électrisée, dont j’avais eu soin de recourber le fil de fer; je plongeai le doigt de la main gauche dans l’eau du baquet, et je plongeai ensuite l’extrémité recourbée du fil de fer précisément vis-à-vis de l’endroit où j’avais le doigt de la main gauche. Je pris garde à ce que ni mon doigt ni le fil de fer ne touchassent pas au bord du baquet ; aussitôt je ressentis le coup dans les bras et dans la poitrine, comme dans l’expérience de Leyde.

« J’ai répété ensuite cette expérience sur le bassin du Jardin du Roi et sur celui des Tuileries. J’étendis parterre une chaîne de fer le long de la demi-circonférence de ces bassins, et je pris garde à ce que cette chaîne ne trempât pas dans l’eau. Proche d’une de ses extrémités, je fis flotter une broche de fer fixée verticalement à un large morceau de liège, de manière que cette broche, traversant le liège, s’enfonçait d’un pouce ou deux au-dessous de la superficie de l’eau ; un observateur se plaça à l’autre extrémité de la chaîne, la prit dans sa main gauche et plongea la main droite dans l’eau ; je pris aussi d’une main l’autre extrémité de la chaîne et une bouteille électrisée de l’autre ; je l’approchai de la broche de fer qui flottait sur l’eau : aussitôt l’électricité passa au travers de l’eau du bassin, et nous ressentîmes chacun un coup dans les deux bras.

« Quoique cette expérience n’eût l'ien qui ne s’accordât à merveille avec la petite théoi'ie de la ligne qui unit le fil de fer et le corps de la bouteille, j’avoue que j'eus de la peine à croire que cette masse d’eau fût réellement devenue électrique; je CT’oyais plutôt que la commotion que nous avions ressentie venait de ce que notre propre électricité se perdait dans l’eau, comme celle d’un homme qui est porté sur des gâteaux de résine se perd lorsqu’on fait sortir de§ étincelles de son corps, sans que celui qui les tire devienne pour cela électrique ; mais l’expérience suivante que j’ai faite exprès pour m’en éclaircir ne me permit pas de douter que l’eau du bassin n’eût réellement reçu et transmis l’électricité.

« Je pris deux baquets pleins d’eau, que j’éloignai l’un de

l’autre d’environ 4 pieds ; je fis mettre entre deux une personne qui plongeait une main dans chacun des baquets. Je mis aussi un doigt dans l’uu, et je présentai le fil d’une bouteille électrisée à un morceau de fer qui nageait sur un liège dans l’autre baquet; aussitôt il se fit une explosion, et la personne qui avait les deux mains plongées dans l’eau ressentit la commotion dans les coudes comme à l’ordinaire. Or, puisque cette personne a ressenti la commotion, il est évident que l’eau a réellement été électrisée, et partant que l’électricité a aussi passé, au travers de l’eau du bassin des Tuileries, dans l’expérience que j’ai rapportée tout A l’heure.

« 11 est donc constant que la matière électrique qui s’élance de la bouteille passe très-librement au travers des corps non électriques, môme sans qu’ils soient portés sur ceux qui ont cette propriété de leur nature, et qu’elle se manifeste dans ces corps d’une manière très-sensible (1). »

Lemonnier essaya ensuite d'estimer la vitesse de propagation du fluide électrique. A l’aide d’excellentes montres sx secondes, il s’efforça de reconnaître si l’on pouvait saisir un intervalle de temps appréciable entre le moment de la décharge d’une bouteille de Leyde et celui de la commotion éprouvée par des personnes placées à une grande distance de l’appareil. Ses premières expériences avec une montre à secondes eurent lieu au Jardin des Plantes, au moyen de fils de fer d’une longueur de 200 et de 450 toises qui faisaient le tour des deux grandes allées du jardin. Mais Lemonnier ne put obtenir, en opérant ainsi, des résultats satisfaisants. Bien que l’électricité lui semblât avoir franchi la longueur des fils dans l’intervalle d’une seconde, il hésitait, avec raison, à accorder confiance à ce chiffre, qu’il n’avait obtenu qu’un certain nombre de fois dans dix-sept expériences consécutives. Il résolut donc de continuer les mêmes recherches avec un fil de fer beaucoup plus long, et en suivant une méthode plus exacte que celle de l’emploi des montres.

(1) Mémoires de mathématiques et de physique de l’Académie royale des sciences de Paris pour I74C, p. 450-452.

Dans un vaste enclos (jui appartenait au couvent des Chartreux, Lcinonnier disposa deux fils de fer parallèles, longs chacun de 950 toises et distants entre eux de quehpies pieds. Ces deux fils faisaient le tour de l’enclos et revenaient à leur point de départ, de telle sorte que leurs extrémités venaient aboutir à l’endroit même où se trouvait placée la bouteille de Leyde. Un observateui-, placé en ce point, tenait dan? chaque main une des extrémités de ce fil conducteur, et il établissait ainsi, à l’aide de son corps, une communication au moyen de laquelle pouvait se faire la décharge do la bouteille. Placé de cette manière, cet observateur pouvait voir à son aise l’étincelle, qui partait de la bouteille au moment où un autre opérateur déchargeait cette bouteille en l’approchant du point de départ du double fil conducteur qui parcourait l’enclos; il pouvait donc juger si le coup qu’il ressentait dans les bras venait après l’explosion de l’étincelle ou en même temps.

Tout étant préparé de cette manière, Lemonnier prit dans sa main droite la bouteille, et de sa main gauche, il approcha peu à peu de l’extrémité de ce fil la bouteille de Leyde électrisée. Quand l’étincelle partit, l’observateur placé à l’extrémité du conducteur ressentit la commotion au moment même où il vit briller la lueur de cette étincelle (I).

Ayant répété l’expérience en tenant lui-même les deux fils, et faisant décharger la bouteille par son aide. Lemonnier obtint les mêmes résultats. Il la fit répéter aussi par un grand nombre d’autres personnes, et chacun tomba d’accord que l’on ne pouvait saisir aucun intervalle appréciable entre la lumière et le coup, et que par conséquent l’électricité parcourait sans une succession reconnaissable un espace de 950 toises, c’est-à-dire près d’une demi-lieue. « Il aurait « été facile d’observer, dit Lemonnier, un quart de seconde

(I) Mémoires de mathémaliques et de physique de l’ Académie royale des sciences de Paris pour lUC, p. AJiG-tâT.

« s’il y avait eu cet intervalle entre la lumière et le coup ; « d’oti il résulté que la vitesse de la matière électrique, « lorsqu’elle parcourt un fil de fer, est au moins trente fois « plus grande que celle du son (1). »

En ne concluant rien au delà des résultats fournis par l’expérience, Lemonnier restait fidèle aux principes rigoureux qui doivent guider dans les sciences d’observation ; mais il n’était pas difficile de prévoir que les mêmes essais, exécutés sur des distances plus considérables, 'donneraient une idée bien plus élevée encore de la vitesse de transport de l’électricité.

Les observations qui venaient d’être faites en Franco pour la première fois, concernant la rapidité de propagation du fluide électrique, furent continuées par les physiciens anglais, qui les poussèrent jusqu’à de très-grandes distances ; ces reclierches eurent beaucoup d’éclatetmême de majesté.

Plusieurs membres de la Société royale de Londres, entre autre Martin Polckcs, qui en était alors président, Cavendish et Devis, se réunirent pour procéder à ces recherches, dont la direction fut confiée à ^^'atson.

Les premiers essais qui furent exécutés les 14 et 18 juillet 1747, eurent pour but de transporter le courant électrique à travers la Tamise, en employant l'eau de ce fleuve comme une partie de la chaîne conductrice. A cet effet, on plaça près du pont de Westminster une bouteille de Leyde chargçe ; un fil de fer communiquait avec la garniture intérieure de cette bouteille; l’extrémité libre de ce 'fil conducteur attaché à la bouteille était tenue dans la main d’un observ'ateur qui, placé au bord de la rivière, tenait de l’autre main une baguette de fer. Cet observateur trempa sa baguette de fer dans la rivière, pendant qu’un autre, placé en regard de l’autre côté de l’eau, trempait pareillement .sa baguette dans

(l) Mémoires de malhémnlifjues et de physique de l’ Académie royale des sciences de l’aris pour 1710, p. 'i57.

la rivière d’uiie main, et tenait de rauii’c main un fil de fer dont l’extrémité pouvait être mise en contact avec le con- . docteur de la bouteille.

En établissant la communication entre les garnitures intérieure et extérieure de la bouteille de Leyde, et faisant ainsi partir la décharge, la commotion électrique se fit sentir au même instant aux deux observateurs séparés par la Tamise. Ainsi, le fluide se transmit en franchissant successivement le corps du premier observateur, l’eau de la Tamise, le corps du second observateur placé de l’autre côté de l’eau, et le fil que ce dernier tenait dans la main. On réussit, dans une de ces expériences, à enflammer des liqueurs spiritueuses à l’aide du courant électrique qui avait traversé la rivière.

Rien ne peut donner une idée de la surprise, mêlée d’incrédulité, qui accueillit l’annonce de ce fait. Personne ne pouvait croire à ce phénomène extraordinaire d’un feu qui allait allumer de l’esprit-de-vin après avoir traversé la Tamise.

Une seconde série d’expériences commença le 24 juillet 1747 à Stock-Navington, près de Londres. On établit un conducteur d’environ 2 milles anglais de longueur, qui était formé en partie par l’eau de la Tamise, en partie par un fil de fer. Cette expérience fut faite en deux points : dans l’un, la longueur du fil de fer disposé sur la terre était de 800 pieds, et l’on avait pris dans la Tamise une étendue d(s 2 milles anglais; dans l’autre point, la distance par terre était de 2 milles anglais et 800 pieds, et par eau, de 8 milles. L’électricité se transmit tout aussi bien que dans l’cxpérienee faite sur le pont de Londres.

Ensuite, au lieu d’enfoncer les baguettes de fer tenues par l’observateur, dans l’eau de la rivière pour établir la communication, on les appliqua simplement en terre, à une distance de 20 pieds de l’eau. L’expérience eut le même succès, et l’on reconnut ainsi que la terre humide, au moins

LA MACIIIXE ÉLECTRIQUE. 7 9

jusqu’à une certaine distance, peut transmettre, aussi bien que l’eau, le fluide électrique.

Le 28 juillet, cette expérience fut répétée avec le même résultat, bien que les observateurs qui devaient enfoncer la baguette dans la terre se trouvassent chacun à 150 pieds de l’eau.

On essaya alors de reconnaître si le terrain sec laisserait passer aussi facilement le fluide électrique que la terre humide. L’expérience eut lieu, le 5 août 1747, à Highbury- Barn, au delà à'Islington. Bien que l’un des observateur.s fût placé dans une sablonnière sèche, à cent pas de distance de la rivière, la commotion électrique fut ressentie comme auparavant.

On voulut reconnaître enlin si le choc électrique pourrait se faire sentir dans' un terrain sec à une distance double de celle à laquelle on venait de le transmettre, et comparer eu même temps, s’il était possible, les vitesses respectives de l’électricité et du son. Le 14 août 1747, on s’établit, pour procéder à cette expérience, sur la montagne de Shooter. Le fil de fer communiquant avec la baguette tenue par l’observateur, était d’une longueur de près de 7 milles; il était soutenu dans tout son trajet sur des bâtons bien secs qui faisaient l’office de corps isolants ; le conducteur qui communiquait avec la bouteille de Lcyde avait près de 4 milles de longueur et se trouvait également soutenu sur des bâtons préalablement séchés au four, afin de mieux assurer leur isolement : une distance de 2 milles séparait les deux observateurs. On tira un coup de fusil au moment de l’explosion de la bouteille, et les observateurs tenaient leurs montres à la main pourremarquer le momentoù ils sentiraient le coup ; mais on ne put noter aucun intervalle appréciable entre la détonation et le choc électrique.

L'ne dernière expérience fut encore exécutée pour essayer de reconnaître avec plus d’exactitude la vitesse de l’électri-

cité. Le O août 1748, les expérimentateurs se réunirent une dernière fois sur la montagne de Shooter. On convint de former un circuit électrique de 2 milles de longueur, en faisant faire au fil conducteur différents détours dans la campagne ; le milieu de ce circuit se trouvait dans une maison où était placée la bouteille de Leyde, avec un observateur qui tenait à chaque main un des deux bouts, lesquels avaient de chaque côté 1 mille de longueur. Dans cette disjxtsition, qui reproduisait celle adoptée par Lemonnier, on |x)uvait observer avec exactitude l’intervalle entre le moment de la décharge de la bouteille de Leyde et celui de la commotion éprouvée. « L’expérience prouva, dit Priestley, que « la vitesse du passage de la matière électrique dans toute la a longueur de ce fil, qui avait 12 276 pieds de longueur, « était instantanée ( 1 ). »

Ces curieuses expériences excitèrent, parmi les électriciens de l’Europe, beaucoup de surprise et d’admiration. Dans une lettre adressée à ce sujet à Watson, Mussenbroek lui écrivait avec la magistrale emphase de quelques savants de cette époque : Magnificentissimis tuis experimentis superasti conatus omnium.

De tels résultats redoublèrent l’ardeur des physiciens. On varia beaucoup la manière d’exécuter l’expérience de Leyde. Nollet, en France, y procédait de beaucoup de façons différentes. Il montra en 1747 que cette expérience peut se faire très-bien avec un vase de verre qui ne contienne ni eau ni métal, mais qui soit seulement vide d’air : l’espace vide d’air existant dans la bouteille lui servait de garniture intérieure (2). Cette expérience, qui a été répétée plusieurs fois de nos jours, réussit parfaitement; elle donne une décharge édectrique d’une grande intensité. L’appareil nécessaire pour l’exécuter existait encore il y a peu d’années dans le cabinet

(1) Histoire de l’électricité, t. I, p. 20:}.

(2) Mémoires de l'Académie des sciences jmir 1 747 , p. 24 .

de physique de la Faculté de médecine de Paris : la bouteille fut brisée, pendant une leçon du cours, par la force de la décharge.

Nollet exécutait quelquefois la même expérience en employant deux personnes au lieu d’une seule pour exciter l’étincelle ; elles étaieni séparées par un tube de verre rempli d’eau, dont elles tenaient chacune une extrémité. Nollet voulait montrer ainsi, d’une manière plus frappante, le phénomène lumineux de l’étincelle.

« Lorsque l’explosion se fait, dit Nollet, et que les deux corps animés ressentent la secousse, le tube intermédiaire qui les unit brille d’un éclat de lumière aussi subit et d’aussi peu de durée que le coup qui saisit les deux personnes appliquées à cette épreuve; n’est-il pas tout fait possible qu’on verrait en nous la môme chose si nous étions transparents comme le verre et l’eau (1)?»

Il aimait encore à montrer la même manifestation de la lumière électrique par une expérience assez bizarre :

« Au lieu du tube plein d’eau, si les deux personnes qui font l’expérience se présentent mutuellement un œuf cru l’une à l’autre à la distance de quelques lignes, au moment de la commotion, si c’est dans la nuit ou dans un lieu obscur, on voit étinceler l’extrémité de chacun des deux œufs, et tous les deux paraissent également remplis de lumière (2). »

Nollet montrait enfin que la forme de l’appareil était indifférente pour exécuter l’expérience de Leyde. Il obtenait la décharge électrique en se senant, au lieu de bouteille, d’une simple capsule de verre ou d’une jatte contenant de l’eau (3).

Ces diverses modifications apportées à l’expérience de

{!) Leçons de physique expérimentale^ t. VI, p, 473.

(2) Ibidem, t. vi, p. 47 t.

(3) Ibidem, p. 48ü, flg. 22.

Leyde commençaient, quoique bien lentement, à préparer l’explication théorique du phénomène singulier que personne n’était encore en état d’approfondir.

C’est ainsi que Mussenbroek reconnut que l’expérience de Leyde échouait toujours quand les parois extérieures de la bouteille étaient humides, fait qui explique, comme nous l’avons dit plus haut, l’erreur qu'il avait commise lui-même en déclarant que le verre d’Allemagne était le seul propre à exécuter sa célèbre expérience.

En Angleterre, Watson découvrit que la ténuité du verre augmentait le choc électrique et que l’intensité de la décharge était indépendante de la force de la machine électrique qui servait à la provoquer. En multipliant ses expériences, Watson reconnut encore que l’intensité de la décharge augmentait proportionnellement avec l’étendue de la surface du verre.

Un autre expérimentateur anglais. Devis, modifia trèsavantageusement les dispositions primitives de la bouteille de Mussenbroek, et lui donna la forme que nous lui connaissons aujourd’hui. Il avait reconnu, à force de varier l’expérience, que l’énergie de la décharge augmentait avec les dimensions de la bouteille, mais nullement en proportion de la quantité d’eau qu’elle renfermait. Il conjectura donc que, dans le phénomène, encore inexpliqué, de la bouteille de Leyde, l’eau ne remplissait d’autre rôle que celui de conducteur. Gomme l’eau ne jouit qu’à un assez faible degré de la propriété de conduire le fluide électrique, et qu’elle le cède beaucoup sous ce rapport aux difTérents métaux. Devis pensa que l’efîct électrique serait augmenté si l’on remplaçait l’eau par un métal. Il plaça donc dans la bouteille, de la grenaille de plomb au lieu d’eau, et l’expérience fit voir que l’emploi d’un métal pour former la garniture intérieure de l’appareil augmentait considérablement l’efiTet électrique. La grenaille de plomb employée par Devis fut remplacée

plus tard par des feuilles d’or, métal non oxydable et meilleur conducteur.

C’est encore le même ph}«icien qui eut l’idée d’envelopper à l’extérieur la bouteille de Leyde d’une feuille métallique. Devis avait compris que la main de l’opérateur qui tenait la bouteille, remplissait!’ office d’un conducteur de l’électricité. En enveloppant la bouteille d’une feuille d’étain jusqu’à une certaine hauteur, ou rendait la partie externe de l’appareil beaucoup plus conductrice ; on pouvait alors placer la bouteille sur une table ou sur un support de bois, sans qu’il fût nécessaire de recourir à une personne pour la tenir. Ces deux changements apportés par Devis à la forme de la bouteille de Mussenbroek ajoutèrent beaucoup à l’intensité de ses effets, et cet instrument prit ainsi la forme définitive qu’il a conservée jusqu’à nos jours.

Chacun sait que la bouteille de Leyde consiste aujourd’hui, comme le montre la figure ci-dessous [fig. 1 1 ), en un vase de verre enveloppé à l’extérieur d’une feuille d’étain D jusqu’à une certaine distance du goulot. Elle contient des feuilles d’or à l’intérieur, et se trouve munie d’un conducteur en laiton T, recourbé en crochet à son extrémité libre. Ce crochet sert à la mettre en communication avec la source d’électricité, c’est-à-dire avec la machine électrique, comme le montre la figure ci-dessous (fig. d2).

Devis eut encore, le premier, l’idée de construire une batterie électrique. Il réunit trois bouteilles de Leyde, qu’il fit communiquer entre elles à l’aide de fils de fer partant de l’intérieur de chacune d’elles; il fit également communiquer les garnitures extérieures de ces bouteilles par une chaîne métallique qui traînait sur le sol.

Ainsi fut construite la première batterie électrique que Franklin, comme nous le verrons bientôt, imagina aussi de son côté sans avoir eu connaissance de cet appareil do Devis.

Profitant des travaux de son compatriote , AVatson con-

struisit ensuite de puissantes batteries électriques, en employant de très-grandes bouteilles de verre mince, nommées

Fig. 10. Fig. U.

jarres, qu’il remplissait de feuilles d'ai’gent. On obtint avec ces batteries des effets électriques d'une grande puissance la décharge d’une batterie composée de dix à douze jarres suffisait pour tuer des animaux d’une assez grande taille.

Tous ces résultats prouvaient avec évidence que les effets de la bouteille de Mussenbroek dépendaient, non de l’intensité de la source qui fournissait l’élccti'icité, c’est-à-dire de la machine électrique, mais bien de l’étendue de la surface que présentait le verre ainsi maintenu entre deux surfaces métalliques en contact avec lui. Devis prouva expérimentalement ce fait important, en recouvrant les deux faces opposées d’un carreau de verre, de deux feuilles métalliques jusqu’à une distance d’un pouce du bord du carreau. Faisant

D» lili'-iJ by GoQjé^’

LA MACHINE ÉLECTniQÜE. S 5

comninniqucr l’une de ces feuilles métalliques avec le conducteur d’une machine électrique, el l’autre avec le sol, il obtint une décharge qui avait sensiblement la même intensité que celle qui était fournie par une bouteille de verre de même surface. C’est ce que l’on désigne aujourd’hui sous le nom A' expérience du carreau fulminant.

Cependant, ces diverses remai’ques ne fournissaient encore (jue des lumières bien incertaines pour expliquer le phénomène de la bouteille de Leyde. Depuis un an, les expériences, les faits acquis, s’étaient multipliés singulièrement, mais la théorie n’avait pas fait un pas. On avait varié et per- Icctionné la construction de cet instrument sans pouvoir encore hasarder la moindre explication de ses effets. L’empii-isme seul avait appris à donner aux pièces de la bouteille de Mussenbroek la place qu’on leur assignait. On savait bien qu'il fallait, pour exécuter l’expérience, placer un corps non conducteur de l’électricité entre deux surfaces conductrices; mais tpael rôle physique remplissait chacun des éléments de cet appareil, on l’ignorait encore d’une manière absolue. Il fallait que cet appareil traversât les mers, pour aller trouver au sein du Nouveau Monde le philosophe ingénieux, le rigoureux observ'ateur, qui devait éclairer d’une lumière subite et inattendue une matière dont tous les physiciens de l’Europe avaient été impuissants à dissiper l’obscurité.

CH.VPITRE VI

Travaux de Franklin. — Théorie du fluide unique. — Anatyse physique de la bouteille de Leyde. — Expériences diverses invoquées par Franklin pour établir la théorie physique de la bouteille de Mussenbroek.

Ce fut dans l’été de l’année 17-i7 que le hasard amena l’illustre Franklin à s’occuper pour la première fois des phéno-

mènes électriques. Par son éducation, Franklin était loin d’avoir été préparé à la culture des sciences, mais la nature lui en avait donné le génie, et son exemple prouve suffisamment combien la flamme de l’inspiration scientitique peut se faire jour et briller au dehors en dépit du concours incessant des circonstances contraires. D’abord apprenti dans une fabrique de chandelles, ensuite ouvrier imprimeur, enfin directeur d’un journal économique, dépourvu de toute instruction première, à peine dégrossi par un voyage sans résultat entrepris en Europe, séparé par une distance de deux mille lieues des pays où florifeaient les sciences, privé ainsi de tout conseil, de toute direction qu’auraient pu lui fournir des physiciens engagés dans les mêmes travaux, entièrement dépourvu d’instruments de recherches et d’ailleurs sans ressources pécuniaires pour en faire constmire en Europe : tel était l’homme qui s’apprêtait à aborder l’étude des phénomènes électriques avec l’espoir de résoudre les problèmes difficiles qui s’offraient pour la première fois à son esprit investigateur. Franklin avait reçu de la nature l’originalité dans la conception et l’indépendance dans les vues ; son esprit, qui n’avait pas été embarrassé de bonne heure dans les replis des vicieux systèmes de la physique de son temps, s’ouvrait librement et sans entraves aux simples lumières de la vérité et de la raison ; cette virginité intellectuelle, atü’ihut rare et précieux, fut la source des triomphes scientifiques du philosophe américain.

Franklin avait établi à Philadelphie une petite société littéraire où quelques jeunes esprits, amateurs des vérités physiques et morales, aimaient à s’exercer ensemble sur diverses matières de cet ordre. Au commencement de l’année 1747, un physicien nommé Pierre Collinson, membre de la Société royale de Londres, adressa à la petite réunion présidée par Franklin, la description raisonnée des nouvelles expériences électriques qui occupaient alors toutes les aca-

LA MACUINE ÉLECTRIQUE. 8 7

demies de l’Europe. A sa lettre étaient joints quelques instruments pour exécuter les principales de ces expériences, et particulièrement un tube de verre avec son étui, instrument qui pouvait tenir lieu d’une machine électrique, car frotté avec une étoffe de laine, il donnait assez d’électricité pour produire les principaux phénomènes observés jusque-là. Peu de temps auparavant, en 174G, Franklin, se trouvant à Boston, avait rencontré dans cette ville un amateur d’électricité, le docteur Spence, arrivant d’Ecosse, qui l’avait rendu témoin de quelques expériences courantes sur l’électricité. Bien qu’imparfaitement exécutées par le bon docteur, « qui « n’était pas très-expert, » nous dit Franklin, ces expériences lui avaient inspiré un vif intérêt, et l’avaient séduit par l’extrême nouveauté du sujet. Aussi le présent envoyé à la société de Philadelphie par le complaisant physicien de la Société royale de Londres fut-il accueilli avec empressement par Franklin, qui entrevoyait sans doute la riche moisson de découvertes que cette matière, alors si nouvelle, réservait aux observateiu’s.

Franklin commença par répéter, avec les petits appareils envoyés par Gollinson, les expériences qu’il avait vu faire à Boston par le docteur Spence. Il en rendit témoins ses amis, les jeunes membres de la Société littéraire. Sa maison se remplissait chaque jour de curieux et d’amateurs qui venaient se familiariser avec ces nouveaux prodiges. Aûn d’activer le travail, il flt souffler dans la verrerie de Philadelphie, plusieurs tubes de verre qu’il distribua à ses amis, pour les mettre en état de répéter eux-mêmes les phénomènes qu’il produisait devant eux ; il put de cette manière disposer bientôt de plusieurs collaborateurs. Le principal d’entre eux fut Kinnersley, « ingénieux voisin, nous dit « Frankin, n’ayant rien à faire, que j’engageai à enlre- « prendre de montrer les expériences pour de l’argent, et « pour qui je rédigeai deux discours dans lesquels les expé-

8 8 DÉCOU VEUTES SCIENTIFIQUES.

« riences étaient classées de telle manière, et accompagnées (( d’explications données d’après une telle méthode, que la « précédente faisait comprendre /cclle qui suivait. Il se pro- <1 cura à ce sujet un élégant appareil, dans lequel toutes les (I petites machines que j’avais grossièrement faites pour (I moi furent proprement fabriquées par des faiseurs d’in- (I struments. Ses séances furent bien suivies et donnèrent une « grande satisfaction, et quelque temps après il parcourut (I les colonies, donnant des séances dans les villes capitales, « et recueillit de l’argent. »

Les expériences de Franklin et les découvertes qui en furent la suite, sont consignées dans une série de lettres adressées par lui à Collinson et qui ont été réimprimées plusieurs fois. La première est du 28 juillet 1747.

Les lettres de Franklin ont besoin, pour être comprises, d’un commentaire explicatif. Elles sont loin, en effet, de procéder suivant les règles d’une exposition dogmatique. C’est un simple et bref récit d’expériences détachées, dont le lien échappe, et qui déconcertent toujours l’esprit à une première lecture. Ce commentaire indispensable, nous allonsessayer de le fournir.

Dans l’exposé des découvertes de Franklin il importe de distinguer soigneusement entre les faits et les hypothèses. Il faut considérer séparément la théorie générale qu’il a proposée pour l’explication des phénomènes électriques, et les faits nouveaux qu’il observa et qui sont devenus dans la suite une source abondante de découvertes et d’applications. La théorie générale imaginée par Franklin a été précieuse pour la constitution de la science électrique ; les faits qu’il a découverts ont beaucoup éclairé celte partie de la physique : par ces deux ordres de travaux. Franklin a donc été doublement utile à la belle science qu’il réussit le premier à approfondir.

Nous avons Su, en parlant des travaux de Dufay, que ce physicien, pour expliquer les j)hénomènes généraux de l’é-

LA MACHINE ÉLECTUIQUE, 8 9

lectricitc, avait admis l’existence de deux espèces de fluide : l’électricité vitrée ou positive et l’électricité résineuse ou négative. Selon Diifay, l’électricité existe dans tous les corps à l’état neutre ou naturel, et cette électricité naturelle est formée par la neutralisation réciproque des doux électricités, positive et négative, qui existent dans tous les corps. Par le frottement ou par la chaleur, on peut déterminer la décomposition de ce fluide naturel : dès lors les deux électricités, positive et négative, primitivement combinées, se désunissent ; l’une passe sur le corps frottant, l’autre sur le corps frotté, qui se trouve dès lors animé de la vertu électrique, soit positive soit négative.

L’existence de ces deux fluides opposés ne satisfaisait pas le philosophe américain. Il crut pouvoir expliquer les mêmes phénomènes par une hypothèse mieux en hannonie avec la simplicité de moyens que la nature met en jeu. Pour rendre compte dos phénomènes électriques. Franklin n’admettait l’existence que d’un seul fluide ; avec cette donnée, il expliquait tous les phénomènes de la manière la plus simple.

Franklin suppose qu’il existe* dans tous les corps un fluide très-délié, c’est le fluide électrique proprement dit. Homogène dans son essence, il est répandu dans tous les corps : ses molécules se repoussent mutuellement , et il a lui-même de l’attraction pour la matière. Tous les corps de la nature qui, à l’origine, ont été plongés dans ce fluide, s’en sont chargés selon leur degré d’attraction et de leur capacité pour cet agent physiijue, jusqu’à ce que ce fluide se soit mis en équilibre avec lui-même dans tous les corps de la nature. D’après cela, dans les conditions ordinaires, aucun corps ne semble contenir de fluide électrique et ne paraît électrisé, il est dans l’état naturel. Mais dès que le frottement, ou un moyen analogue, est venu déterminer dans ce corps la rupture de l’équilibre naturel, les attractions pour le fluide électrique du corps frottant et du corps frotté perdent leur

rapport primitif d’égalité. L’un se charge d’une surabondance de fluide électrique, l’autre en perd une partie, de telle sorte qu’après le frottement, le corps frottant, par exemple, renferme davantage et le corps frotté renferme moins de cette électricité naturelle. C’est cet excès ou ce défaut de fluide qui les constitue dans deux états d’électricité différents, et qui leur donne la propriété de manifester des effets électriques opposés, c’est-à-dire de s’attirer mutuellement et de se reconstituer en équilibre, dès qu’on les met en contact l’un avec l’autre. Quand un corps renferme de l’électricité en excès. Franklin dit qu’il est électrisé posiiiutinenf ; si l’électricité s’y montre en défaut, il est électrisé négativement .

Telle est l’hypothèse de Franklin, préférable, sous le rapport de la simplicité, à celle de Dufay.

Malgré ses avantages, malgré la clarté qu’elle introduisait dans l’interprétation des phénomènes, la théorie de Franklin ne fut pas acceptée dans la science. On continua d’admettre, avec le physicien français, l’hypothèse des deux fluides à propriétés différentes, et cette théorie a été professée jusqu’à nos jours. Elle- est plus commode en effet pour l’enseignement, pour l’exposition dogmatique, mais rien ne prouve qu’elle soit conforme à la réalité. La théorie de Franklin, ouvrage d’un esprit net et profond, sera toujoui*s citée avec respect et avec reconnaissance, car c’est en la prenant pour guide que son auteur fut conduit à l’une des plus belles découvertes dont la physique se soit enrichie, e’est-à-dire à l’analyse, à l’explication physique du mécanisme de la bouteille de Leyde. C’est par des expériences pleines de finesse, de pénétration et d’élégance que Franklin fut conduit à cette découverte admirable (1).

(I) La théorie du fluide unique, proposée par Franklin, n’a pas été adoptée par les physiciens de notre époque, pour deux motifs : 1» Parce qu'on a pensé que l’hypothèse des deux fluides simplifiait l’exposé des phénomènes et présentait plus de facilité que celle de Franklin pour l’exposition dogmatique et pour renseignement ; 2® parce que le physi-

LA MACHINE ÉLECTIUQUE.

Voici comment d’après les expériences de Franklin on se rend compte aujourd’hui des phénomènes de la bouteille de

cien Œpinus, l’ayant soumise au calcul, crut que cette hypothèse n’était pas confirmée par l’analyse malhémutique. 11 résulte en effet des calculs d’Œpinus, que la théorie de Franklin ne serait admissible qu’autant qu’il existerait, entre les particules de la matière, une répulsion à de grandes distances. Cette objection parut décisive contre la théorie de Franklin, car cette répulsion réciproque à de grandes distances ne s’aperçoit nulle part dans les mouvements des corps célestes, qui, au contraire, s’attirent les uns les autres. On faisait encore remarquer que, dans la théorie de Franklin, les corps conducteurs agissant par une attraction sur le fluide unique, il doit exister, dans cette sorte d’affinité de la matière pour l’électricité, des variations dépendantes de la nature des différents corps. Or, ce résultat n’est point conforme à l’expérience, car on sait que l’électricité se distribue aux corps conducteurs, non pas d’une manière différente suivant leur nature, mais uniformément, selon leur surface. Enfin, disait-on encore, comment se fait-il que l’électricité négative, qui n’est, suivant le système de Franklin, qu’une privation, qu’une absence d'électricité, se produise uniquement à la surface des corps et s'établisse sur chaque point de cette surface, conformément aux lois rigoureuses de l’hydrostatique, absolument comme un fluide réel.

Telles sont les objections qui ont fait tomber l’hypothèse de Franklin. Mais nous allons essayer du montrer que ces objections avaient beaucoup moins de force qu’on ne leur en a prêté , et que la tliéorie du fluide unique satisfait tout aussi bien que celle des deux fluides à l’explication des phénomènes électriques. Sans doute, l’hypothèse des deux fluides se prête avec une merveilleuse facilité à l’exposition des faits, de même que pour démontrer les lois de la lumière, il est plus commode d’avoir recours à la théorie de l’émission qu’à celle des ondulations. Mais cette considération ne suffit pas pour faire admettre l’hypothèse des deux fluides; il faudrait, pour que l’on fût forcé de l’adopter, démontrer qu’aucune autre hypothèse ne peut se plier aussi facilement à l'intelligence des phénomènes fournis par l’observation.

Un jeune physicien dont le nom est aujourd'hui presque inconnu et qu’une mort prématurée enleva aux sciences, Bigeon, est parvenu, par l’application de l’analyse mathématique et en même temps par l’expérience, à renverser les objections d’Œpinus rapportées plus haut. Le mémoire de Bigeon, qui a passé presque inaperçu, est imprimé dans les Annales de chimie et de physique {2« série, t. XXXV 111, p. 150).

Bigeon commence par élablir le principe suivant : « Il n’existe qu'un seul fluide électrique dont l’égale distribution dans tous les corps de la nature constitue l'état naturel, et V inégale distribution l'état électrique des corps. »

Ce principe posé, Bigeon démontre par le calcul que deux corps électrisés et suspendus librement dans l’air se i epousseront quand leurs

Leyclo. Ses effets s’expliquent par la différence que présentent, sous le rapport de l’état électrique, ses surfaces interne

tensions électriques seront toutes deux supérieures ou inférieures à celle de l’atmosphère environnante, et s’attireront quand l’une de ces deux tensions sera plus forte et l’autre plus faible que celle du milieu environnant.

En étudiant les calculs de Poisson sur la distribution de l’électricité libre dans l’intérieur des corps conducteurs, Bigeon a vu qu’ils s’appliquaient très-naturellement à l'hypothèse du fluide unique. 11 faut seulement, dans les calculs, ajouter au nombre des propriétés du fluide électrique admises par Poisson, une sorte d'incompressibilité ou une force élastique considérable, et admettre aussi que la quantité d’électricité qu’il est possible d’enlever ou d'ajouter aux corps électrisés, est infiniment petit ; par rapport à celle qu’ils renferment.

Se fondant sur les expériences de Davy, qui a démontré que les phénomènes électriques se manifestent dans le vide, Bigeon arriva à conclure que le vide contient du fluide électrique et qu’une partie de ce fluide est indépendante du milieu environnant, cette partie étant trèspetite relativement à celle qui adhère aux molécules du corps électrisé.

Ainsi, dans l’air atmosphérique, chaque molécule est entourée d’une certaine quantité d’électricité qui ne s’en sépare que difficilement ; en ajoutant dès lors à un même espace une nouvelle quantité d’air, ou en enlevant une partie de celui qu’il renferme, ce qui revient à augmenter ou à diminuer sa densité par un moyen quelconque, on augmentera ou on diminuera en même temps sa tension électrique, et les corps placés dans son intérieur, précédemment en état d’équilibre électrique, se trouveront trop peu ou trop électrisés par rapport à lui, et devront dès lors manifester des propriétés électriques. C’est ce que Bigeon a observé en effet dans l’expérience suivante : Si on suspend sous une cloche, près d’une boule de moelle de sureau fixe et isolée, une autre boule placée à l’extrémité d’un ül de gomme laque horizontal soutenu par un fil de coexm, une très-faible diminution dans la densité de l'air produit toujours une répulsion qui disparait en rendant l’air. Cette expérience contredit formellement la théorie des deux électricités; car on ne peut, en ôtant du fluide naturel, laisser que du fluide naturel, et il n’y a pas de raison pour que l’électrisation des boules se produise et soit accusée par une répulsion, tandisque,dansrhypolhèse d’un seul fluide, diminuer la densité de l’air c’est diminuer la tension électrique du milieu environnant; donc les tensions des deux boules électrisées sont toutes deux plus grandes que la tension du milieu ambiant, et il y a répulsion.

Bigeon est donc parvenu, par l’expéiience et le raisonnement, à faire tomber l’objection d’Œpinus, et il n’est plus nécessaire, pour admettre l’existence d’un fluide unique, de supposer les molécules de la matière douées d’une force répulsive.

La seconde objection élevée contre le système de Franklin consiste à

LA MACHINE ÉLECTllIQUE. >J 1

et externe, que l’on désigne d’habitude sous le nom de garniture extérieure et de garniture intérieure. Avant que l’on

dire qu’une absence d’électricité, qui, dans celte théorie, représente l’état négatif des corps électrisés, ne pouvait olréir aux methes lois, se mouvoir delà même manière que le fluide positif. Mais il suffit pour réfuter celte objection de rappeler que Franklin a dit : Un corps est électrisé négativement quand on lui enlève une partie, mais non pas la totalité Ae. son fluide naturel.

La troisième objection .contre la théorie de Franklin consiste à dire que l’on ne saurait admettre une sorte d’aflinité élective dans un fluide qui se distribue, d’après une même loi, à la surface de tous les corps indifféremment, et sans aucune différence déterminée par leur composition chimique. Cette troisième objection est réfutée en ces termes par M. Edm. Robiquet, agrégé de physique à l'École de pharmacie de Paris, dans sa Thèse pour le doctorat ès sciences présentée en 1854, à la Faculté des sciences de Paris, et dont une partie est consacrée au sujet qui nous occupe :

■ 11 me semble bien diflicile, dit M. Robiquet, pour ne pas dire impos- « sible, de déterminer des différences de conductil)ilité ou d’adhérence « dans un fluide dont la vitesse est si prodigieuse, et par conséquent on « n’a pas le droit de nier que ces différences existent. Qu’ya-t-il d’ailleurs « de surprenant à ce que l’électricité se propage et se distribue de la « même manière à la surface des corps conducteurs présentant au point « de vue physique des propriétés générales semblables, de même que vc tous les corps qu’on peut amener à l’état de précipités noirs pulvéru- « lents, aussi semblables que possible au noir de fumée, absorbent de € la même manière les rayons calorifiques, ainsi que M. Masson l’a « démontré par des expériences aussi précises et aussi irréprochables « que celles qu’il a l’habitude de faire ?

« L’illustre Faraday, en découvrant qu’un meme courant électrique « traversant les dissolutions de plusieurs métaux, en sépare des poids « sensiblement proportionnels à leurs équivalents, autorise lui-même « penser qu’il existe pour l’électricité statique une sorte d’affinité éleco tive,mais que les nuances de cette affinité ont éch ippé jusqu’à présent « à toutes les méthodes d’investigation. »

Dans la Thèse qui nous a fourni les passages précédents, M. Robiquet s’est proposé de compléter et de développer la pensée émise par Bigeon, dont le mémoire n’était qu'une simple note sur un sujet que la mort l’a empêché sansdoutede traiter dans tout son développement. M. Robiquet explique donc, suivant l'une et l’autre théorie, les expériences fondamentales de l’électricité. M Robiquet expose ensuite, suivant l’une et l’autre hypothèse, la théorie de quelques instruments employés à la démonstration des phénomènes électriques, et il montre que le-systôine de Franklin, c’est-à-dire l'hypothèse du fluide unique, rend compte de ces phénomènes d’une manière tout aussi simple que la théorie qui lui a été préférée jus([u’à nos jours.

DÉCOUVERTES SClENTIFiQüES.

ait fait jouer la machine électrique, la garniture intérieure, c’est-à-dire la partie interne du verre et les feuilles d’orque renferme la bouteille, sont à l’état neutre (pour employer les termes de la théorie de Dufay) ; c’est-à-dire que les deux fluides positif et négatif existent dans ce corps, mais neutralisés, paralysés par leur combinaison. Quand on fait agir la machine électrique qui développe par exemple du fluide positif, et que l’on met la bouteille de Leyde en communication avec le conducteur de cette machine, le fluide positif passe à l’intérieur ou dans la garniture intérieure de la bouteille. Parvenu là, ce fluide positif agit, à travers l’épaisseur du verre, sur les deux fluides tjui existent à l’état neutre dans la garniture extérieure. Sous cette influence, le fluide neutre de la garniture extérieure est décomposé ; le fluide positif est repoussé et s’écoule dans le sol, avec lequel la garniture extérieure se trouve en communication permanente ; le fluide négatif est attiré par le fluide de nom contraire qui existe à l’intérieur de la bouteille. L’interposition d’une substance non conductrice, comme le verre, empêche ces deux électricités libres de se réunir pour recomposer du fluide neutre, comme elles le seraient si elles étaient séparées par une substance conductrice de l’électricité. Le verre de la bouteille remplit donc l’office d’une sorte de barrière qui sépare les deux flufdes libres, les maintient à l’état d’activité, et permet d’accumuler ou de condenser ainsi entre les deux garnitures une masse d’électricité. Cette masse est d’autant plus considérable que la garniture extérieure étant toujours en communication avec le sol, c’est-à-dire avec le grand réservoir naturel de l’électricité neutre, emprunte au sol autant d’électricité que peut en accumuler la garniture intérieure de la bouteille.

Ainsi s’explique ce fait de la présence des deux électricités de nom contraire dans les garnitures interne et externe de la bouteille de Leyde.

Maintenant, si, à l’aide d’un arc métallique conducteur venant toucher à la fois les garnitures interne et externe de la bouteille, on présente un moyen de communication entre ces deux garnitures, les deux électricités accumulées s’échappent à la fois par cet arc conducteur, elles s’élancent à la rencontre l’une de l’autre, et se recombinent à l’état de fluide neutre, en produisant une vive étincelle, ainsi qu’il aiTive toutes les fois que l’on met en présence deux corps différemment et fortement électrisés.

Si, au lieu d’établir la communication entre les deux électricités au moyen d’un arc métallique isolé par deux manches de verre, on établit cette communication avec les deux mains, la personne qui fait cette expérience reçoit une profonde secousse, parce que la recomposition des deux fluides et l’ébranlement physique considérable qui en est la conséquence, se fait à l’intérieur de son corps et dans l’intimité de ses organes. C'est ce qui arriva à Mussenbroek lorsque, pour la première fois, il vint à toucher fortuitement, d’une main, le conducteur de la machine électrique en activité pendant qu’il tenait, del’autremain, la bouteille de verre pleine d’eau électrisée.

Telle est l’analyse, telle est l’explication que Franklin donna aux physiciens de son temps des effets de la bouteille de Leyde. Mais comment le philosophe américain parvint-il à démontrer la vérité de l’explication qui précède ? C’est ce qu’il importe d’exposer avec soin.

Dans une première expérience, Franklin présente à une bouteille de Leyde chargée, une boule de liège attachée à l’extrémité d’un fil de soie, et il voit sans surprise que la boule est attirée par l’enveloppe extérieure de la bouteille, tandis que le fil métallique communiquant avec l’intérieur, la repousse.

« Placez, dit Franklin, une bouteille de Leyde électrisée sur

•JC

DÉCOCVEllïES SCIENTIFIQUES.

de la cire, matière isolante; tenez à la main un fil de soie bien sec auquel est suspendue une petite boule de liège ; approchez cette petite boule du fil de fer qui sort de l’intérieur de la bouteille, elle sera d’abord attirée et ensuite repoussée. Lorsqu’elle est dans cet état de répulsion, baissez la main de manière que la boule se trouve vis-à-vis du bas de la bouteille ; elle sera promptement et fortement attirée. Si le verre, à l’extérieur de la bouteille, avait été électrisé positivement, comme le fil de fer qui communique avec sa partie intérieure, le liège aurait été repoussé également par le fil de fer et par le bas de la bouteille (1). »

Donc, la partie externe et la partie interne de la bouteille se trouvaient à un état électrique opposé : l’une était électrisée positivement, l’autre négativement.

Pour établir le meme faitpar une autre expérience. Franklin suspend un fil de lin au voisinage de l’enveloppe d’urne bouteille chargée, et il observe que, chaque fois qu’il présente son doigt au crochet delà bouteille, le fil de lin est attiré par l’enveloppe, de manière qu’à mesure qu’il soutire le fluide de la surface intérieure, l’enveloppe en reçoit la même quantité par le moyen du fil de lin.

« D’un fil de fer courbé et attaché sur une table, faites pendre un fil de lin à la distance d’un demi-pouce de la fiole électrisée ; touchez avec le doigt le fil d’archaî de la fiole à plusieurs reprises, et à chaque attouchement vous verrez le fil de lin attiré dans l’instant par la bouteille (cette expérience réussira encore mieux avec un vinaigrier ou tel autre vase bombé qu’on voudra). Dès que vous tirez du feu de la partie supérieure, en louchant le fil d’archal, la partie inférieure de la bouteille en attire une égale quantité par le fil. »

Franklin montra d’une manière plus manifeste encore que. dans la bouteille de Leyde, les surfiices interne et externe se trouvent à un état électrique opposé, au moyen de pltisieuFs

(1) Œuvres de Frnnklin, traduites de l’anglais par M. Barbeu-Dubourg, t. Il, p. IG, lettre 3.

LA MACHINE ELtCTCIQUE.

expériences très-ingénieuses, très- élégantes, et qui ont élé conservées jusqu’à nos jours sans aucune modification. Elles avaient pour but de prouver que l’on peut parvenir à dépouiller peu à peu la bouteille de Leyde de toute son électricité en présentant allernalivemont un même corps léger à la garniture intérieure et à la garniture extérieure. Ce corps étranger opère lentement et silencieusement sa décharge, parce qu’il soutire àchaipiefois une petite quantité de fluide sur l’une des garnitures de la bouteille, et la neutralise aussitôt par une même quantité de fluide contraire empruntée à l’autre garniture.

« Faites tenir, dit Franklin, un fil de fer dans une feuille de plomb, dont le bas de la bouteille est garni, de sorte qu’en faisant un coude pour se relever perpendiculairement, l’anneau qui le termine se trouve de niveau avec le haut ou l’anneau du fil d’archal qui entre dans le liège, et qu’il en soit à 3 ou 4 pouces de distance. Alors électrisez la bouteille, et posez-la sur do la cire. Si un morceau de liège suspendu par un fil de soie descend entre les deux fils d’archal, il jouera continuellement de l’un à l’autre jusqu’à ce que la bouteille ne soit plus électrisée : la raison en est qu’il tire et apporte le feu du haut en bas de la bouteille, jusqu’à ce que l’équilibre soit rétabli. »

C’est la môme expérience que Franklin avait déjà faite avec son araignée artificielle, et qu’il décrit très-sommairement en ces termes dans une lettre précédente :

« Nous suspendons par un fil de soie une araignée artificielle faite d’un petit morceau de liège brûlé avec les pattes de fil de lin, et lestée d'un ou deux grains de plomb pour lui donner plus de poids. Sur la table où elle est suspendue, nous attachons un fil d’archal perpendiculairement à la hauteur du fil d’archal de la fiole et à la distance de 2 ou 3 pouces de l’araignée ; alors nous animons cette araignée en mettant la fiole à la même distance, mais de l’autre côté; elle vole aussitôt au fil d’archal de la fiole, bande ses pattes en le touchant, s’élance de là et revoie au fil d’archal de la table, de là encore au fil d’archal de la fiole, jouant avec ses pattes contre l’un et l’autre d’une manière II. 6

as DÉCOUVEHTES SCIENTIFIQUES.

toful à fait amusante, et paraît parfaitement animée aux personnes qui ne sont pas instruites. Elle continue ce mouvement une heure et plus dans un temps sec. »

On ne manque jamais aujourd’hui, dans les cours de physique, de répéter cette curieuse expérience de Varaignée de Franklin (èg. 12).

Le carillon électrique est une autre expérience du physi-

cien de Philadelphie, qui n’est qu’une variante de la précédente. En munissant de deux timbres métalliques très-sonores, C, A (fig. 13), le crochet extérieur de la bouteille de Leyde et une tige métallique en communication avec sa garniture extérieure, on obtient, par le choc répété d’une balle métallique légère B isolée par le fil de soie auquel elle est suspendue et qui est attirée successivement de l’un à l'autre timbre, une série continue de sons, ou xxxx carillon électrique. Au bout de quelques heures, par ces décharges partielles et successives la bouteille a perdu toute son électricité.

Franklin montra ensuite qu’en mettant en contact les deux surfaces interne et externe de la bouteille de Leyde électri-

sée, les deux fluides se recomposent, et tout efTet électrique disparaît.

« Placez, dit Franklin, une bouteille de Leyde électrisée suide la cire pour l’isoler; prenez un fil de fer qui ait la forme d’un c, de telle longueur qu’après lui avoir donné sa courbure on puisse laire toucher le fil d’archal de la bouteille par un de ses bouts et le bas de la bouteille par l’autre. Attacbez-en la partie convexe à un bâton de cire d’Espagne qui lui servira comme de manche; appliquez alors son bout d’en bas au fond de la bouteille, et approchez par degrés son bout d’en haut du fil d’archal qui est dans le liège : vous y verrez les étincelles se suivre de près jusqu’à ce que l'équilibre soit rétablj. Faites toucher d’abord le haut en approchant l’autre extrémité du fond, vous aurez un courant de feu continuel provenant du fil d’archal qui enfile la bouteille; touchez le haut elle bas en même temps, et l’équilibre sera incontinent rétabli, le fil d’archal courbé formant la communication. »

Franklin mit le même résultat en évidence à l’aide d’une autre expérience assez élégante pour être rapportée ici. Elle avait pour résultat de montrer aux yeux le passage de l’étincelle électrique entre les deux surfaces différemment électrisées de la bouteille de Leyde mise en communication au moyen d’un mince filet d’or bordant la couverture d’un livre :

« Voici, dit Franklin, une jolie expérience qui-rend extrêmement sensible le passage du feu électrique de la partie supérieure à la partie inférieure de la bouteille pour rétablir l’équilibre. Prenez un livre dont la couverture soit bordée de filets d’or; courbez un fil d’archal de 8 ou 10 pouces de long dans la forme m, posez-leà l’extrémité de la couverture du livre sur le filet d’or, de façon que le coude de ce fil d’archal porte sur une extrémité du filet d’or et que l’anneau soit en haut, incliné vers l’extrémité du livre ; couchez ce livre sur du verre ou sur de la cire, et posez la bouteille électrisée sur l’autre extrémité des filets d’or; alors courbez la partie saillante du fil d’archal en la pressant avec un bâton de cire d’Espagne jusqu’à ce que son anneau soit proche de l’anneau du fil d’archal de la bouteille, et à l’instant vous apercevez une forte étincelle et un choc, et

DÉCOUVERTES SCIENTIFJQL'ES.

tout le filet d’or qui complète la communication entre le haut et le bas de la bouteille paraît une flamme vive comme un éclair très-brillant. L’expérience réussira d’autant mieux que le contact sera plus immédiat entre le coude du fil d’archal et l'or à une extrémité du filet, et entre le cul de la bouteille et l’or à l’autre extrémité. Il faut faire cette expérience dans une chambre obscure. Si vous voulez que tout le contour des filets d’or sur la couverture paraisse en feu tout à la fois, faites en sorte que la bouteille et le fil d’archal touchent l’or dans les coins diagonalemenl opposés. »

Toutes ces expériences, d’une frappante simplicité, suffisaient sans aucun doute ix)ur établir la justesse de l'explication donnée par Franklin de l’état physique de la bouteille de Mussenbroek ; mais, ne trouvant pas sans doute ces moyens de démonstration assez complets, il se livre à de nouvelles recherches pour vérifier sa conjecture. 11 décharge sa bouteille à travers le corps d’un homme isole, et l’homme ne conserve après la décharge aucune trace d’électricité. Il isole le frottoir après avoir suspendu une bouteille au conducteur, et il ne peut réussir à la charger, quoiqu’il la tienne constamment avec la main, tandis qu’il la charge facilement lorsqu’à l’aide d’un fil métallique il fait communiquer sa surface extérieure avec le frottoir isolé. Franklin charge la bouteille avec la même facilité, soit qu’il présente l’enveloppe, soit qu’il présente le crochet au conducteur.

Les électriciens de l’Europe avaient observé qu’on ne peut jamais réussir à charger une bouteille de Leyde quand on la place sur un support isolant. La théorie de Franklin explique parfaitement ce fait :pourque le fluide naturel de la bouteille soit détruit par l’électricité positive arrivant de la machine, il faut que le fluide négatif, repoussé, puisse s’écouler dans le sol ; si la bouteille que l’on électrise est isolée, la route étant fermée au fluide négatif, ce dernier ne peut s’écouler dans le sol, par conséquent l’électrisation de la bouteille est impossible.

Mais une des expériences les plus élégantes par lesquelles Franklin conOrma toute la vérité de sa théorie est celle que l’on désigne sous le nom de charge par cascade.

Si, comme l’admettait Franklin, il y a, par la garniture extérieure de la bouteille de Mussenbroek, un écoulement continuel d’électricité de nom contraire à celle qui arrive par la machine électrique, cette électricité doit pouvoir se manifester au dehors par ses effets. Franklin imagina de rendre sensible la présence de cette électricité par un moyen bien démonstratif au point de vue expérimental. Il fit servir l’électricité négative qui s’écoulait de la garniture extérieure d’une bouteille de Leyde, à charger de nouvelles bouteilles. V' oici conunent il faut s’y prendre pour répéter l’expérience de la charge par cascade., due à l’esprit ingénieux du physicien de Philadelphie.

La première bouteille de Leyde communique comme à l’ordinaire, par le crochet de sa garniture intérieure, avec le conducteur d’une machine électrique. Un crochet métallique, fixé à la gar- *

-niture extérieure de cette première bouteille, sert à sup-

DÉCOUVERTES SCIEKTIFIQL’ES.

porter une seconde bouteille de Leyde, qui communique ainsi, par sa garniture intérieure, avec la garniture extérieure de la première, et peut ainsi recevoir le fluide qui s’en écoule. On peut placer une troisième bouteille de Leyde au-dessous de la deuxième, en la suspendant de la même manière au crochet de la précédente.

Maintenant, si l’on met en action la machine électrique, en faisant tourner son plateau de vcri’e, le fluide positif envoyé par le conducteur de cette machine s’accumulera dans la garniture intérieure de la première bouteille ; les deux fluides qui sont dans la garniture extérieure à l’état neutre, seront désunis, le fluide négatif sera attiré, le fluide positif repoussé. Ce fluide positif repoussé passera, par les deux crochets entrelacés, de la garniture extérieure de la première bouteille dans la garnitui’e intérieure de la seconde. Cette seconde bouteille sera donc, par rapport à la troisième, dans la même position que la première par rapport à la seconde. Il en sera de même de la troisième, etc. Toutes les garnitures intérieures posséderontle fluide positif, toutes les garnitures extérieures le fluide négatif, en un mot toutes les bouteilles seront chargées comme la première et aussi facilement qu’une seule. Cette manière de charger les bouteilles de Leyde est une preuve sans réplique de l’écoulement du fluide repoussé.

Franklin expliqua sans plus de difficulté l’augmentation des effets électriques que l’on produit au moyen des batteries, nom que l’on donnait depuis Devis et Watson, sans toutefois que l’on en eût trouvé l’explication théorique. Cette explication était toute simple, d’après ce qui précède.

Une batterie électrique se compose de la réunion d’un certain nombre de bouteilles de Leyde, dont les garnitures intérieures communiquent toutes ensemble au moyen d’une tige métallique partant de l’intérieur de chacune d’elles pour aboutir à cette tige commune. Les garnitures extérieures

LA MACUINE ÉLEGTaïQUE.

communiquent également entre elles au moyen d’une lame d’étain qui revêt le fond de la boîte où tout cet ensemble est placé. Cette boîte communique elle-même avec le sol par une chaîne métallique qui pend au dehorsjusqu’à terre, et met en communication avec le sol toutes les garnitures extérieures.

Les premières batteries électriques employées par Franklin ne se composaient pas de bouteilles de Leyde proprement dites : elles consistaient dans la réunion d’un certain nombre de carreaux fulminants, c’est-à-dire de grands carreaux de

lig. 15.

vitre, munis de chaque côté d’une mince lame de plbmb et supportés par des cordons de soie (1). Dans la suite de ses

(1) « D'après cela nous avons fait ce que nous appelons une batterie « ^/ecfn'i/ue, consistant en onze grands carreau\ de vitre armés de lames

Googli

DÉCOU VÜRTES SCIENTIFIQUES.

expériences, Franklin se servit d’une batterie électrique telle que la représente la figure précédente (fig. 15).

Ajoutons, pour terminer cet exposé des travaux de Franklin, que, dans le cours des recherches que nous venons d’analyser, il fit encore, avec le secours de Kinnersley, « son ingénieux voisin, » plusieurs expériences curieuses dont on ne manque pas de rendre témoins aujourd’hui les auditeurs des cours de physique. Entre autres expériences de ce genre, c’est-à-dire concernant les effets de l’électricité statique, nous citerons, comme ayant été exécutées pour la première fois par Franklin ou Kinnersley, celles du tuba ctincelant. — de la bouteille de Leyde étincelante, — du carreau magique, — du, car<7/on électrique, dont il a été question plus haut, — du thermomètre de Kinnersley, — du percecarte, — du perce-verre, etc. Nous n’entrerons dans aucun détail au sujet de ces expériences, qui ne répondent qu’à une intention de curiosité, qui ne constituent que des spectacles et récréations physiques bien connus aujourd’hui, et dont nous voulons se ulement marquer ici l’origine historique. On nous permettra toutefois, pour donner nne idée exacte de

« mince? de plomb appliquées sur chaque côté, placés verticalement et « soutenus à deux pouces de distance sur des.cordons de soie, avec des « crochets épais de fil de plomb, un de chaque côté, placés tout droit, à « une certaine distance ; avec des communications convenables de Û1 « d’archal et une chaîne depuis le côté donnant d’un carreau, jusqu’au « côté recevant de l’autre ; de sorte que le tout puisse être chargé « ensemble et par la même opération, comme s’il n’y avait qu’un seul « carreau. Nous y avons ajouté encore une autre machine pour amener, « après la charge, les côtés donnants en contact avec un long fil d’ar- « chai et les cotés recevants avec un autre, afin que ces deux longs fils « d’archal puissent porter la force de tous les carreaux de verre à la fois « à travers le corps de quelque animal formant le cercle avec eux. Les « carreaux peuvent aussi être déchargés séparément, ou en tel nombre « à la fois que l’on voudra. Mais nous'n’avons pas fait beaucoup d’usage « de cette machine, comme ne répondant pas parfaitement à notre inten- « tion, relativement à la facilité de la charge, par la raison donnée « sect. lO. » {Œuvres de Franklin, traduites de l’anglais par M. Barbeu- Bubourg. In-i, 1773, t. 1, p. 27-28.)

cc* genre de diverlissements physiques qui plaisait tant à l’illustre physicien du nouveau monde, de citer, comme le spécimen le plus original eu ce genre, l’expérience du tableau marjique du roi et des conjurés.

« Voici de quelle manière, dit Franklin, se fait le tableau magique dont M. Rinnersley est l’inventeur. Ayant un grand j)ortrait gravé, avec un cadre et une glace, comme par exemple celui du roi (que Dieu bénisse!), ôtez-cn l’estampe et coupez-en une bande à environ 2 pouces du cadre tout autour ; quand la coupure prendrait sur le portrait, il n’y aurait pas d’inconvénient. Avec de la colle légère ou de l’eau gommée, collez sur le revers de la glace la bande du portrait séparée du reste, en la serrant et l’unissant bien : alors remplissez l’espace vide en dorant la glace avec de l’or ou du cuivre en feuilles ; dorez pareillement le bord intérieur du derrière du cadre tout autour, excepté le haut, et établissez une communication entre cette dorure et la dorure du derrière de la glace; remettez la bordure sur la glace, et ce côté sera fini. Retournez la glace, et dorez le devant précisément comme le derrière, et, lorsque la dorure sera sèche, couvrez-la en collant dessus le milieu de l’eslarape dont on avait retranché la bande, observant de rapprocher les parties correspondantes de cette bande et du portrait; par ce moyen, le portrait paraîtra tout d’une pièce comme auparavant, quoiqu’il y en ait une partie derrière la glace et l’autre devant... Tenez le portrait horizontalement par le haut, et posez sur la tété du roi une petite couronne dorée et mobile. Maintenant, si le portrait est électrisé modérément et qu’une personne empoigne le cadre d’une main, de sorte que ses doigts touchent la dorure postérieure et que, de l’autre main, elle tâche d’enlever la couronne, elle recevra une commotion épouvantable et manquera son coup. Si le portrait était fortement chargé, la conséquence pourrait bien en être aussi fatale (1) que celle du crime de haute trahison, car, lorsqu’on tire une étincelle à travers une main de papier couchée sur le portrait par le moyen d’un fil d’archal de communication, elle fait un trou à travers chaque feuillet, c’est-à-dire à travers quarante-

(1) Nous avons trouvé depuis qu’elle est fatale à de petits animaux, mais que son action n’est pas assez violente pour en tuer de grands ; le plus gros que nous ayons tué est une poule.

lOC DÉCOUVERTES SCIENTIFIQUES.

huit feuilles (quoique l’on regarde une main de papier comme un bon plastron contre la pointe d’une épée ou même contre une balle de mousquet) (t), et le craquement est excessivement fort. Le physicien qui, pour empêcher l’estampe de tomber, la tient par le haut, à l’endroit où l’intérieur du cadre n’est pas doré, ne sent rien du coup et peut toucher le visage du portrait sans aucun danger, ce qu’il donne comme un témoignage de sa fidélité au prince. Si plusieurs personnes en cercle reçoivent le choc, on appelle l’expérience, les conjurés. »

La quatrième lettre de Franklin, où se trouve rapportée, avec plusieurs autres, l’expérience originale qui précède, se termine comme il suit :

« Étant un peu mortifiés de n’avoir pu jusqu’ici rien produire par nos expériences pour l’utilité du genre humain et entrant dans la saison des grandes chaleurs pendant lesquelles les expériences électriques ne réussissent pas si bien, nous avons pris la résolution de les terminer pour cette saison un peu gaiement, par une partie de plaisir sur les bords du Skuylkill. Nous nous proposons d'allumer de l’esprit-de-vin des deux côtés en même temps, en envoyant une étincelle de l’un à l’autre rivage à travers la rivière, sans autre conducteur que l’eau, expérience que nous avons exécutée depuis peu, au grand étonnement de plusieurs spectateurs. Nous tuerons un dindon pour notre dîner par le choc électrique, il sera rôti à la broche électrique devant un feu allumé avec la bouteille électrisée, et nous boirons aux santés de tous les fameux élecliiciens d’Angleterre, de Hollande, de Franco et d’Allemagne dans des tasses électrisées, au bruit de l’artillerie d’une batterie électrique (2). »

C’est au milieu de ces sortes de récréations physiques, et même avec leur secours, que Franklin accomplit son immortelle analyse de la bouteille de Leyde, dont nous venons de présenter l’exposé.

(1) Avec une glace de 1200 pouces carrés, étamée sur ses deux faces, M. Dalibard a souvent percé jusqu’à 160 feuille'sde papier à la fois.

(2) Œuvres de Franklin traduites de l'anglais, par M. Üarbeu- Dubourg, in-4, 1. 1, p. 36-^7.

LA MACUIKE ÉLECTRIQUE. 107

Pendant que le philosophe américain réalisait ses belles découvertes, les électriciens d’Europe continuaient de se livrer à une foule d’expériences et de tentatives isolées, qu’ils variaient sans cesse sans en tirer le moindre fruit, et sans trouver une théorie satisfaisante pour expliquer les nombreux phénomènes que la science enregistrait chaque jour. Les physiciens les plus célèbres de la France, de l’Angleterre et de l’Allemagne, les membres les plus éminents des académies européennes, ne pouvaient que signaler confusément des faits observés d’une manière empirique, tandis qu’un nouveau venu, un homme sans notoriété dans les sciences, les lettres ou les arts, composait, à deux mille lieues de l’Europe, la théorie rationnelle des phénomènes électriques, et soumettait à une victorieuse analyse la bouteille de Mussenbroek. Toutefois, ces grandes découvertes n’étaient elles-mêmes qu’un prélude, elles ne marquaient que le premier pas vers un triomphe plus éclatant encore. Il restait au philosophe américain à étonner le monde par une de ces découvertes qui dévoilent toute la puissance et la portée de l’esprit humain, il lui restait à démontrer l’identité de la foudre et de l’électricité, et à appliquer cette idée à la création du paratonnerre.

LE PARATOINi^ERRE