Intensité lumineuse de l’étincelle
Nous avons vu quelles sont les apparences lumineuses qui accompagnent la disparition des électricités qu£ possèdent deux conducteurs, quand on opère leur rapprochement. Suivant la forme de leurs surfaces aux points les plus voisins, suivant la** quantité d’électricité qui s’accumule en ces points, suivant la nature des conducteurs et le milieu transparent qui les sépare, la décharge est accompagnée d’une lueur, d’une aigrette, ou d’une lumière éclatante, dans laquelle on distingue ordinairement un trait linéaire très-brillant, et une auréole plus pâle. La lueur est silencieuse, l’aigrette fait entendre un bruissement d’une durée notable, la lumière éclatante fait entendre un bruit sec, dont la durée paraît excessivement petite; c’est cette dernière forme lumineuse qu’on appelle particulièrement Vétincelle explosive.
L’intensité très-vive de cette étincelle, surtout quand ,elle provient d’une décharge de batterie de Leyde, dépend de certaines circonstances dont la connaissance est d’une grande utilité. Aussi a-t-on cherché à la mesurer, afin d’établir les lois qui la régissent. Les appareils dont on fait usage pour la mesure de l’intensité des sources lumineuses portent le nom de photomètres. Ceux qui sont usités, quand il s’agit des sources continues, ne peuvent servir pour l’étincelle à cause de son instantanéité : l’œil n’a pas le temps de comparer l’effet de cette étincelle à celui d’une lampe. Il lallait donc inventer une méthode spéciale, une photométrie électrique, c’est ce qu’a fait Masson en 1845 L Son appareil sert à comparer soit plu-
^ Annales de CMimie et de Physique. 3® sorie. Tomes XIV et XXX.
LES MERVEII.LES DE i/ETINCEl.LE ELECTIMOLE.
sieurs étincelles entre elles^ soit une étincelle à une lampe ordinaire, sans que ces diverses lumières aient besoin d’avoir la même couleur.
Un disque de carton de 8 centimètres de diamètre, sur lequel on a tracé 60 secteurs égaux alternativement blancs et noirs, D (fig. o3), tourne autour de son centre
Fig'. 53. — Photomètre électrique.
avec une vitesse de deux cents tours environ par seconde, à l’aide d’un mouvement d’horlogerie. 11 est disposé dans une chambre obscure, et dans une direction qui fait 45 degrés avec sa surface est placée une lampe Carcel, b. L’œil observe le disque à travers un tuyau de carton, T., noirci intérieurement ; il le voit uniformément éclairé. Cela résulte de ce que la vision des secteurs blancs éclairés par la lampe persiste en nous après que la 'rotation les a entraînés ; lorsqu’ils viennent à la place qu’occupaient un instant auparavant les secteurs noirs, nous voyons encore leur position antérieure, si la durée de cet
CONSTITUTION DE L’ÉTINGEUUE EXI>L0S1VE.
instanl est assez petite, et, par conséquent, cette vision persistante nous dérobe les secteurs noirs.
Remarquons que l’éclairement du disque tournant est la moitié de celui que présenterait un disque entièrement blanc, parce que les secteurs noirs dont la surface totale équivaut à la moitié de celle du disque entier n’envoient aucune lumière à notre œil.
Dans une seconde direction symétrique de la première par rapport au disque, se trouvent les boules de décharge, e, Plaçons-les assez près du disque tournant. Dès que l’étincelle jaillit, on aperçoit distinctement les secteurs blancs : c’est qu'en effet cette étincelle a une si courte durée, que les secteurs n’ont pas changé sensiblement de place pendant cette durée; rétincelle les a éclairés comme s’ils étaient immobiles. L’éclairement des secteurs blancs est donc la somme de l’éclairement primitif du fond et de celui que produit rétincelle, tandis que celui des secteurs noirs n’est que l’éclairement primitif du fond. C’est en vertu de cet excès d’éclairement que les secteurs blancs deviennent visibles.
On conçoit que si cette différence était trop petite, l’étincelle ne produirait aucun effet. Aussi, si nous éloignons graduellement les boules de décharge, la différence d’éclairement des deux sortes de secteurs ira en diminuant, et bientôt il sera impossible de les discerner quand l’étincelle éclate. Le moment où la disparition des secteurs commence dépend de la sensibilité de l’œil. Un œil très-délicat cesse de voir les secteurs blancs, quand leur éclairement surpasse de celui des secteurs noirs. Ce nombre mesure le rapport de la quantité de lumière venant de l’étincelle qui est réfléchie par un secteur blanc à la quantité de lumière qu’envoie ce secteur pendant la rotation, lorsqu'il est éclairé par la lampe seule. Or nous avons dit que cette dernière quantité est la moitié de celle qu’enverrait le secteur au repos. Par conséquent la quantité de lumière électrique réfié-
chie par un secteur blanc est de la quantité de lumière venant de la lahipe qui sera réfléchie par le même secteur dans les mêmes circonstances.
Si Ton admet que le pouvoir réflecleur du secteur est le meme pour les deux sources lumineuses, la quantité de lumière envoyée par l’étincelle est aussi ^ de celle que la lampe envoie à la môme surface blanche.
En d’autres termes l’intensité de l’étincelle sera de celle de la lampe pour un observateur placé au centre du disque.
Ce raisonnement nous apprend que la détermination du rapport d'intensité des deux lumières, l’étincelle et la lampe, dépend de l’étendue des secteurs et de la quantité mesure la sensibilité de l’œil. Pour appliquer
cette méthode, il faut donc que chaque observateur détermine son coefficient de sensibilité personnel, Masson a indiqué comment on doit faire et il a trouvé pour divers observateurs des fractions comprises entre ~ et
Mais le pbotomèlre électrique résout une autre question, dans laquelle n’intervient pas cette quantité : c’est la comparaison de diverses étincelles.
Pour cela mesurons la distance de la première étincelle au disque , quand on cesse de distinguer les secteurs‘. Puis produisons une seconde étincelle ayant une autre intensité, et répétons le même genre de mesun*. Si nous trouvons que sa distance au disque est double de la précédente, lorsqu’on cesse de distinguer les secteurs, c’est à cette distance qu’elle envoie au disque la même quantité de lumière que la première étincelle; en
* On voit sur la figure 35 la disposition adoptée pour mesurer la distance de l’étincelle e au discpie D. Le support des boules de décharge peut glisser le long d’une règle graduée d, et pendant son mouveineiit les communications électriques sont maintenues à Laide de deux l'igolcs de mercure nu', dans lesquelles plongent d'une part les languettes
métalliques cc\ qui aboutissent aux boules e ; de l'autre, les conduct.îurs m et n' de la liatterie.
CONSTITUTIONS DE L’ÉTINCEIJÆ EXPLOSIVE
d’autres termes, la première étincelle produit sur le disque à la distance 1 le meme éclairement que la seconde à la distance 2. Donc celle-ci est 4 fois plus éclairante que l’autre pour un observateur placé à la meme distance de l’une et de l’autre.
On peut se convaincre aisément de l’exactitude de cette conclusion, en comparant l’éclairement d’nn groupe de 4 bougies à celui d’une seule. On verra que, le groupe des 4 bougies et la bougie séparée étant placés devant un corps opaque quelconque, les deux ombres projetées par le corps opaque sur un papier blanc auront la même intensité lorsque la distance du groupe à l’écran sera double de celle de la bougie. .
Ainsi le photomètre fait connaitre très-simplement et très-exactement les intensités relatives de deux étincelles électriques.
Masson a découvert de cette manière les lois suivantes relatives à l’étincelle d’une batterie de Leyde : L intensité de la lumière est proportionnelle à la surface des armatures, en raison inverse de V épaisseur du verre, et proportionnelle au carré de la distance explosive. En combinant ces lois avec celles que M. Riess a trouvées pour la distance explosive, on obtient cette loi plus générale : Lintensité de la lumière est proportionnelle à la quantité de chaleur dégagée dans le conducteur de décharge. Cette loi est d’une très-grande importance, parce qu’elle établit un lien entre la chaleur et la lumière qui apparaissent simultanément dans un système de corps où disparaît l’électricité. Elle est conforme au principe de la conservation de l’énergie. Elle est au nombre de colles qui ont contribué à introduire ce principe dans la science moderne.
Un autre résultat important au point de vue de la constitution de Uétincello est relatif à la nature des boules de décharge : des boules d’étain, de zinc, de plomb, donnent à rétincelle plus d'intensité lumineuse que celles de fer, de cuivre, de laiton. Or les trois premiers mé-
taux ont moins de ténacité et sont plus fusibles que les trois autres. L’intensité dépend donc surtout de la ténacité des électrodes.
Masson n’a pas cherché à évaluer exactement l’intensité de l’étincelle par rapport à une lampe Carcel déterminée, comme on le fait aujourd’hui pour toutes les questions d’éclairage. C’est une lacune qu’il importe de combler pour les applications.
