PRODUCTION DE FORCES ÉLECTROMOTRICES

cuve ; chacun d'eux plonge dans nn yeire où plonge aussi une élec* trode de zinc amalgamé; les deux Terres coutienneni une même solution de sulfate de zinc, et les deux électrodes sont reliées aux bornes d'un électromètre capillaire.

La cuve est installée dans le champ d'un électro-aimant de façon que les lignes de force les traversent suivant la direction OY, c'està-dire normalemsnt à son épaisseur ; les pièces polaires de l'électroaimant sont formées de deux larges plateaux, de sorte que le champ est sensiblement uniforme.

L'appareil ainsi disposé, les deux électrodes sont au même potentiel, ce qui résulte de la symétrie du système. Maintenant, à Taide d'une mince lame d'ébonite fixée comme la barre d'un T à un manche de même substance, agitons le contenu de la cuve de manière à mélanger les deux solutions de concentrations différentes, sans que toutefois l'agitation atteigne la surface libre du liquide ; aussitôt une déviation de l'électromètre se produit, indiquant qu'une différence de potentiel a pris naissance entre les électrodes ; si l'on suspend l'acte du mélange, la déviation disparaît, puis elle reparaît si l'on fait de nouveau fonctionner l'agitateur. La déviation change de sens si Ton renverse le champ magnétique, et s'annule en même temps que lui. Le sens de la différence de potentiel est donné par la règle suivante : un personnage étant couché dans la cuve, sur le flanc droit, et le visage tourné vers le pôle austral de l'aimant, l'électrode positive est du côté de sa tête. J'ai vérifié que Tagitation ne produit plus aucune déviation une fois que, le mélange étant achevé, le contenu de la cuve est devenu homogène.

Faisons maintenant Tanalyse du phénomène :

A l'aide de plans parallèles aux faces de la cuve, divisons l'espace contenu dans celle-ci en parallélépipèdes infiniment petits dx^ dy^ dz^ égaux entre eux. Considérons une section quelconque du liquide par un plan horizontal ; soit dxdy un élément quelconque de cette section, et soit u la composante verticale estimée de bas en haut de la vitesse du liquide en un point de cet élément. Comme, malgré l'agitation, le liquide occupe toujours la même portion de l'espace, le volume total de liquide qui traverse la sec tion de bas en haut est nul, et l'on a constamment :

/ / yc/,rrfy r=: o.

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Toutefois, / \jdœ ne sera pas nul en général, mais aura des valeurs

positives pour certaines valeurs de y, des valeurs négatives pour

d'autres, de telle sorte que la somme jdî/ judx soit nulle.

Considérons maintenant une couche de liquide comprise entre deux sections horizontales distantes de dz. Soit dxdydz Tun des éléments de volume de cette couche; d'après les lois de Tinduclion, la composante parallèle à OX du flux d'électricité produit dans cet élément par Tinduction seule, indépendamment de toute action électrostatique, est, en désignant par H l'intensité du champ magnétique estimée suivant OY, égale au quotient de Hudo; par la résistance de l'élément.

Cette résistance est, en désignant par X la conductivité du liquide,

dûa djtf

-5 et, par suite, la composante du flux peut s'écrire H — \\}dxdy.

\dydz^^' *'" ^ '* *'^ ^ ^ dx

Je vais montrer que la somme des quantités analogues, étendue à tous les éléments de la couche, a le même signe que H. Comme dx et dz sont constants et positifs, il suffit de montrer que l'intégrale

{ i'kudxdy étendue à toute la section a une valeur positive ; pour

cela, remarquons d'abord que, puisque l'agitation a pour résultat de rendre le liquide plus homogène, il s'ensuit que les portions qui montent sont, en moyenne^ plus concentrées que celles qui descendent, et que, par suite, pour les éléments où u est positif^ X est, en moyenne, plus grand que pour ceux où u est négatif.

Maintenant, pour passer de l'intégrale / / u dxdy k celle dont

nous nous occupons actuellement, il faudra en multiplier les différents éléments par les valeurs correspondantes de X ; les éléments positifs seront ainsi multipliés par des facteurs plus grands, en moyenne^ que ceux par lesquels seront multipliés les éléments négatifs, et, par suite, le total, qui était, nul, deviendra positif.

11 s'ensuit que la somme qui, étendue au volume total de la cuve, représente le flux total d'électricité produit par l'induction. exclusivement, à travers tout le liquide, parallèlement à OX, a une valeur positive si H est positif; en d'autres termes, l'induction tend à produire un déplacement d'électricité positive vers les X positifs, et

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d'électricité négative dans le sens opposé. Au début de Tagitation du liquide, ces déplacements ont lieu sans obstacle ; puis Taccumulation des charges qui en résulte donne naissance à des forces électriques, opposées aux forces électromotrices d'induction, et qui en diminuent les effets dans le sein du liquide. Ces mêmes charges, d'autre part, élèvent le potentiel vers Tune des électrodes et le diminuent vers Tautre. Telle est la cause des déviations observées à Télectromètre.

Le phénomène obéit à une loi analogue à la loi de Lenz ; il est en effet aisé de voir que, si Ton réunit les électrodes par un fil conducteur, le courant qui prend naissance par l'agitation, ayant une densité plus grande dans les portions les plus conductrices du liquide, l'action électromagnétique qui en résulte s'oppose au mélange.

Le phénomène décrit précédemment doit certainement se produire dans le sein de la mer et, en particulier, en aval de l'embouchure des neuves, par le mélange d'eaux de salures différentes dans le champ magnétique terrestre ; on peut même penser qu'il acquiert, dans ces conditions, une intensité notable, en raison de l'étendue considérable du milieu qui en est le siège.

Si, au lieu de mélanger artificiellement les deux liquides, on les laissait se diffuser spontanément l'un dans l'autre dans le champ magnétique, obtiendrait-on encore des forces électromotrices transversales? Cela peut paraître probable, bien que la théorie exposée plus haut ne puisse être appliquée en toute rigueur à ce cas, puisqu'il n'est pas certain que la diffusion soit assimilable à une sorte de limite du mélange. Le phénomène serait probablement trop petit pour être observable.

Voici maintenant une expérience, différant par la forme de celle qui a été décrite en premier lieu, ^lais analogue au fond. Une cuve en bois, pareille à la cuve en verre de la première expérience, contient du mercure. Chacune des deux faces de la cuve, qui sont normales à OX, est percée d'un trou, élevé de 4 centimètres au-dessus du fond, et dans lequel est mastiqué un fil de cuivre qui est en contact avec le mercure; ces deux fils de cuivre sont reliés aux bornes d'un électromètre capillaire. La cuve est installée dans le champ d'un électro-aimant, de la même manière que dans la première expérience. D'autre part, une barre de cuivre rouge a été fixée par son milieu à l'extrémité d'une tige isolante, comme la barre d'un T. A l'aide de ce manche isolant, on plonge la barre de cuivre dans le mercure de la cuve, puis on la fait alternativement monter et descendre dans le