OU LIQUIDES

Caractères (le l'étincelle d'indue Lion dans l’air. — L’aspect et les caractères de l’étincelle d’induction varient non-seulement suivant la nature des rhéophores,. mais encore suivant leur forme, l’étendue des surfaces exposées à la décharge et la nature du milieu à travers lequel elle s’échange.

A l’air libre, si les rhéophores sont tous les deux de même nature et de môme grandeur, les étincelles ne varient que par leur intensité et leur longueur. Avec de grandes surfaces elles s’échangent de moins loin qu’avec des excitateurs pointus, bien que par leurs crépitations elles semblent accuser une plus grande énergie.

Avec des rhéophores métalliques, des fils métalliques, par exemple, qui seront suffisamment gros, l’étincelle apparaît sous la forme d’un faisceau de trois ou quatre traits de feu plus ou moins recourbés, plus ou moins mobiles dans leur

ro/via

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trajet, plus ou moins écartés les uns des autres, qui s’échangent entre les divers points des extrémités des rhéophores, et dont la longueur maximum varie suivant la manière dont se font les interruptions du courant inducteur et la force de la pile. Avec l’interrupteur de de Larive, cette longueur varie depuis un centimètre jusqu’à un centimètre et demi; mais si on interrompt le courant à la main, les étincelles qui ne sont plus, il est vrai, continues, s’échangent à une distance qui peut varier depuis deux centimètres jusqu’à deux et demi; ce qui prouve que les interruptions lentes sont plus favorables au développement de l’induction que les interruptions précipitées. On peut, du reste, le prouver d’une manière encore plus décisive en interrompant le courant au moyen d’un interrupteur à roue dentée ; quand on tourne lentement la roue, on a de belles étincelles; au contraire, quand oft la tourne très-vite, on n’en a plus du tout. Ainsi , les fluides excités par l’induction exigent un temps appréciable pour se développer. Cela vient sans doute, comme l’a fait observer M. Matteucci, de ce qu’il faut un certain temps pour le développement de l’électro-magnétisme, c’est-à-dire pour que le fer se magnétise totalement. Quand on emploie l’interrupteur de de Larive, il faut donc éloigner le plus possible le mai teau du noyau de fer, et cette précaution doit surtout être prise quand un condensateur est interposé dans le circuit induit . 1 Du reste, ces traits de

1. Une chose assez curieuse, et que M. Ryke a pu constater d’une manière parfaitement sure, c'est qu'en l’absence du condensateur, des interruptions très-multipliées sont favorables au développement du courant induit, et leur avantage est d’autant plus manifeste que le courant inducteur est moins énergique. Aiusi, avec une pile de Daniell de deux éléments employée comme agent inducteur, les étincelles d’induction n’avaient fourni à M. Ryke, en se servant de l’interrupteur de RulyukorfT, qu'une longueur de 6®, 09, tandis qu’avec son interrupteur à vibrations multipliées elles atteignaient une longueur de 10 m ,09. En substituant un élément de Bunsen aux deux éléments de Daniell, les étincelles ne variaient avec les deux interrupteurs que dans le rapport de 4 m ,31 à 5®, 82.

SUN LA MACHINE DE ItUHMRORF.

feu , qu'ils soient longs ou courts, paraissent toujours d’une blancheur éblouissante , quel que soit l’état hygrométrique de l’air.

Quand les rhéophores se terminent par des fils de fer très- Uns, et qu’on les approche à une petite distance l’un de l’autre, ils subissent l'effet de la réaction calorifique de l’électricité; mais, chose surprenante, un seul des rhéophores rougit et brûle, et c’est celui qui correspond au pôle négatif. En changeant le sens du courant , l’effet calorique change de côté (voir fig. 5). Ce phénomène fort curieux, qui montre l’inégal pouvoir des pôles d’un circuit, par rapport à la chaleur, a été découvert par M. Masson dès ses premières expériences sur les courants induits ; il peut être d’un grand secours pour les recherches scientifiques, puisqu’il dispense d’un galvanomètre pour faire connaître le sens de ces courants induits.

Un autre phénomène non moins remarquable et qui n’est pas encore expliqué d’une manière satisfaisante , c’est que les deux pôles de l’appareil de Ruhmkorff ne possèdent pas l’électricité au môme degré de tension. Ainsi , le bout extérieur de l’hélice induite peut fournir des étincelles à distance quand on lui présente un conducteur isolé du circuit, tandis que pareille chose n’a pas lieu pour le pôle correspondant au bout intérieur du fil. Ce phénomène, en

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réagissant dans la plupart des effets électriques fournis par l’appareil de Ruhmkorff, pourrait quelquefois induire en erreur les observateurs s’ils ne vérifiaient cette influence

Fig. 6.

par le renversement de sens du courant (voir flg. 9,). Du reste , il est un moyen d’obtenir un courant ayant deux pôles avec une égale tension électrique, c’est de faire passer le courant inducteur à travers deux appareils réunis par leur gros fil et leur fer. Il faut , pour cela , enlever le marteau de l’un des deux interrupteurs, attacher un des pôles de la pile à l’enclume de 1’interrupteur qui reste actif, fixer l’autre pôle de cette môme pile au bouton d’attache qui correspond au marteau de f interrupteur qui a été enlevé , enfin établir une communication entre les deux bouts de

l’hélice de gros fil (du côté du commutateur) et relier les deux fers par une traverse de môme métal. (Voir fig. 6.)

En attachant alors les deux rhéophores, l’un à la colonne de gauche E, du premier appareil , l’autre à la colonne de droite ï', du second appareil et en unissant entre elles les deux autres colonnes I et E', on obtient non-seulement deux pôles d’égale tension électrique, mais encore un accroissement dans la force du courant.

L’étincelle d’induction peut non-seulement être échangée entre les deux extrémités du fil induit , mais encore entre le courant induit et l’extracourant créé dans le courant inducteur. C’est seulement avec le rhéophore qui est en rapport avec l’extrémité extérieure de l’hélice induite que ce phénomène se manifeste, ce qui prouve que les deux courants ont bien pour origine la môme cause. Bien plus môme, cette étincelle peut être provoquée de la part des vases de faïence, de verre ou de porcelaine qui servent de récipient aux liquides de la pile. Nous verrons bientôt pourquoi et comment cette action se manifeste. Nous aurons également occasion d’étudier spécialement les caractères particuliers de cet extracourant. Quant à présent nous nous bornerons à l’étude de l’étincelle résultant du courant induit.

Si l’on observe attentivement dans l’obscurité l’étincelle échangée entre deux fils métalliques assez gros pour ne pas être fondus, on ne tarde pas à distinguer une lueur d’un jaune verdâtre qui entoure les traits de feu dont nous avons parlé et qui semble constituer pour eux une atmosphère plus ou moins épaisse , suivant la force de la pile et la nature des rhéophores. Cette atmosphère qui s’épanouit à partir des points de naissance de l’étincelle , est tantôt de forme ovoïde , tantôt de forme conique , mais le plus souvent de forme irrégulière et variable &vec la courbure des traits de feu échangés d’un rhéophore à l’autre. Quand la longueur de l’étincelle n’est pas très-considérable , cette atmosphère

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2tf

est plus stable et presque toujours de forme ovoïde ; elle semble principalement reliée au pôle négatif et se trouve plus colorée en rouge du côté de ce pôle, ce qui lui donne une apparence légèrement conique. (Y. fig. 8.)

Cette atmosphère n’est vraisemblablement qu’un matelas d’air devenu lumineux par son contact avec l’étincelle électrique, car on sait que tous les gaz deviennent lumineux à une température qui ne varie guère que de 500 à 800 degrés, et, d’ailleurs, sa liaison avec le pôle négatif où se manifeste la chaleur en est une preuve assez sensible. Du reste, cette atmosphère est tellement reliée aux phénomènes calorifiques de l’électricité qu’elle se manifeste à peine quand l’étincelle se trouve échangée à travers des corps susceptibles d’absorber immédiatement la chaleur. Ainsi, en prenant pour rhéophores des liquides , aucune atmosphère lumineuse ne s’aperçoit autour des jets de feu, mais les extrémités des rhéophores se trouvent volatilisées en peu d’instants. Avec des rhéophores contenant des essences, l’atmosphère lumineuse fait place à une flamme qui a dans l’origine une telle analogie avec elle , qu’on se méprendrait aisément si la combustion ne devenait pas manifeste. Quand, au contraire , les rhéophores sont entourés de substances Susceptibles de s’échauffer sans se volatiliser, l’atmosphère lumineuse s’amplifie considérablement. Ainsi, après avoir trempé dans l’huile l’extrémité des rhéophores, la lueur jaune verdâtre devient beaucoup plus intense et son point de liaison avec le pôle négatif devient beaucoup plus visible.

Une chose fort extraordinaire, c’est que cette atmosphère peut être influencée par le souffle et réagit alors sur l’étincelle elle-même. L’expérience faite de la manière suivante est une des plus curieuses que l’on puisse faire avec l’appareil de Ruhmkorflf. On attache aux deux pôles de l’appareil deux fils de cuivre ou de fer assez courts et assez forts pour résister à une* forte insufflation. On place leurs extrémités

à une distance d’un demi-centimètre environ, et après avoir appliqué à l’appareil deux éléments de Bunsen on fait passer le courant à travers la solution de continuité, un jet lumineux se détermine aussitôt, et il est accompagné de l’atmosphère jaune verdâtre dont nous avons parlé. Si alors, avec un soufflet que Ton a eu soin d’appuyer d’une manière fixe, on souffle fortement sur l’étincelle, on voit immédiatement l’atmosphère jaune verdâtre repoussée du côté opposé à l’insufflation et former une large nappe de feu de couleur violette qui peut se prolonger assez loin le long des conducteurs, si on souffle de leur côté , et qui se trouve sillonnée , parallèlement à ses contours , par une multitude de jets de feu plus ou moins blancs, très-sinueux, et le plus souvent disposés entre eux comme des stratifications. La masse de lumière violette se trouve circonscrite par deux faisceaux de rayons violets qui partent des extrémités des rhéophores et se rejoignent par des courbes irrégulières, comme celles d’une flamme poussée par le vent. Avec le souffle de la poitrine les mômes effets se reproduisent, seulement la nappe lumineuse paraît plus développée, plus uniformément lumineuse et plus rouge, mais les traits sinueux sont moins nombreux, quelquefois môme ils n’existent pas. Quant à 1 'étincelle elle-même , c’est-à-dire aux jets de feu échangés directement d’un rhéophore à l’autre, ils paraissent ne pas être impressionnés par le souffle, ils continuent à se bifurquer, à se diviser, mais sans courbure sensible. (Voir fig. 10.)

Quand on répète cette expérience avec des liquides comme rhéophores , la nappe de feu projetée est beaucoup moins étendue. Cela vient sans doute de ce que l’atmosphère lumineuse manque dans l’étincelle échangée entre des liquides. Du reste, cette expérience est délicate à reproduire. Il faut pour cela employer les baguettes de Wolaston , en se servant de leur tube pour contenir les liquides que l’on veut

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étudier sous ce rapport. On les plonge alors dans des verres remplis d’eau que Ton a mis en relation avec les pôles de l'appareil , et on incline ces tubes l’un vers l’autre à distance convenable , jusqu’à ce que le jet de feu s’échange entre les liquides qui y sont contenus. Malgré ces précautions, la ventilation enlève promptement les liquides, de sorte qu'il est difficile d’analyser le phénomène dans ses diverses circonstances.

Si l’on cherche à se rendre compte de la formation des étincelles sinueuses qui traversent la nappe de feu projetée par le souffle , on ne tarde pas à reconnaître que c’est à l'extrême et inégale dilatation de l’air dans toute l’étendue de la nappe de feu qu’il faut les attribuer. En effet , l’air dilaté présentant à l’étincelle moins de résistance que l’air sec et froid , cette étincelle se dérive en cherchant dans la nappe de feu les différents points les plus échauffés. De là ses ramifications multipliées et sinueuses qui ressemblent assez aux zigzags de la foudre.

On peut, par une expérience bien simple, s’assurer de l'influence de l'air échauffé sur la déviation de l’étincelle électrique. Il suffit pour cela de la provoquer dans le voisinage de la flamme d’une bougie; on la voit alors se recourber pour passer par cette flamme , bien que son trajet soit alors plus long. En môme temps on aperçoit , vers le milieu de sa courbure, une exubérance de flamme qui prouve que l’effet calorifique de l’étincelle n’est pas pour cela perdu (voir fig. 11 ).

Au milieu de la flamme, la conductibilité de l’air devient si grande pour l’étincelle qu’elle s’épanouit et forme comme une espèce de sphère de lumière blanche. En rapprochant ce phénomène de celui dont nous avons précédemment parlé , on pourrait considérer ce globe comme formé par la réunion d’un nombre infini d’étincelles recourbées et toutes symétriques, en raison de l’uniformité de l’action calorifique

SUH LA MACHINE DE RUHMKORPF.

dans ce cas, mais qui n'en sont pas moins, quant à leur origine, de la même nature que celles qui sillonnent la nappe de feu de l'étincelle insufflée. Cela est tellement vrai, que de temps à autre on aperçoit au milieu de ce globe de feu un trait de lumière bleue qui représente les traits de feu échangés directement entre les deux extrémités des rhéophores, malgré l’insufflation.

Fig. i0.

Fig. 11.

Quoi qu’il en soit, un fait assez curieux à signaler, c’est que l’étincelle résultant de la décharge d’un condensateur disposé d’après le système de M. Masson, n’a pas d’atmos-

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phère lumineuse et n'est pas impressionnée par le souffle. Il semblerait résulter de là que la condensation des courants induits serait nuisible à leur effet calorifique.

Quand les rhéophores sont d’inégale surface, plusieurs phénomènes curieux se manifestent : d’abord les traits de feu qui constituent l’étincelle s’écartent davantage du côté de la surface la plus large, surtout si cette plaque est en rapport avec le pôle négatif ; l’atmosphère lumineuse devient par conséquent conique. Mais là n’est pas le curieux du phénomène, c’est dans la manière môme dont se transmet l’étincelle d’un rhéophore à l’autre suivant le sens du courant et l’état des surfaces exposées à la décharge.

Fig. 12. Fi g li.

Fig. 15. Fig. 15.

Ainsi, si l’un des rhéophores se termine par une plaque métallique légèrement oxydée ou salie, ou recouverte d’une poussière très-fine, tandis que l’autre rhéophore consistera simplement dans un fil métallique, l’étincelle, excitée par ce dernier rhéophore, mis en communication avec le pôle positif, s’étendra sur la surface métallique, comme une flaque d’eau irrégulièrement contournée, ou mieux en dessinant des espèces de feuilles d’arbres plus ou moins découpées, plus ou moins étendues, suivant l’état de la surface de

SUR LA MACHINE DE Rl'HMKORFF.

la plaque (fig. 12). L’étincelle, excitée au contraire par le pôle négatif, s’échangera directement et on pourrait dire presque perpendiculairement du fil à la plaque. Quand au contraire la surface métallique, au lieu d’être encrassée, est livrée à son brillant et à son poli , le phénomène précédent n’a pas lieu; mais si le rhéophore excitateur est un fil très-fin, l’étincelle laisse, comme l’a fait observer M. Grove, l’empreinte de son passage, et l’on observe autour du point frappé une auréole colorée, analogue à celle produite par la chaleur sur les bandes de cuivre qui circonscrivent le foyer des cheminées. Dans cette auréole, le bleu accuse la partie centrale, sauf le point du centre, et le brun , dont les contours sont beaucoup moins arrêtés, circonscrit extérieurement l’auréole (fig. 13).

Si, au lieu d’une surface métallique, on emploie une surface liquide, l’étincelle présente des caractères tout particuliers. D’abord sa couleur varie, non-seulement suivant la nature des pôles qui la provoquent, mais encore cette différence de couleur est d’autant plus grande que le liquide est meilleur conducteur. A la surface de l’eau, cette étincelle se ramifie et donne lieu à un très-grand nombre de filets déliés de couleur violette, qui représentent assez les racines d’un arbre (fig. 14). Le centre de ces ramifications a la forme d’un disque, et ce disque est beaucoup plus petit au pôle positif qu’au pôle négatif. Mais en revanche, les ramifications sont beaucoup moins longues à ce dernier pôle qu’au premier.

Ces disques, vus à la loupe, semblent différer de nature. Ainsi, au pôle positif, ils semblent être constitués par une foule de petites rayons qui se meuvent du centre à la circonférence, ce qui leur donne une apparence chevelue, . tandis qu’au pôle négatif, ils sont beaucoup.plus circonscrits.

' et présentent une lumière pointilléc qui semble indiquer une ébullition. Du reste, ces disques sont reliés à l’étincelle.

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qui est d'une couleur plus blanche, de la môme manière que la corolle des fleurs est reliée à la tige. L'atmosphère lumineuse de ces deux étincelles est aussi bien différente d’amplitude, d’aspect et de grandeur. Ainsi, au pôle positif, son point de liaison avec le rhéophore , est d’une couleur verdâtre très-prononcée , tandis qu’à l’autre pôle , ce point de liaison est fortement rougeâtre. Cette atmosphère, d’ailleurs, est beaucoup plus développée à ce dernier pôle qu’au premier. Quant aux ramifications, elles sont d’autant plus longues que l’étincelle est soutirée de plus loin. Mais cet allongement s’eflectue au préjudice de la grandeur des disques.

Si on cherche à se rendre compte de ce phénomène, on ne tarde pas à présumer que toutes ces différences viennent de ce que c’est le pôle positif qui donne et le pôle négatif qui reçoit , fait suffisamment démontré par les transports matériels opérés par les courants. En effet, si la surface qui reçoit le courant est plus grande que celle qui l’envoie, les rayons projetés par celle-ci peuvent être reçus de tous côtés, tandis que, quand l’inverse a lieu, les rayons qui pourraient être envoyés ne sont pas tous reçus; mais, en revanche, ils se concentrent davantage.

Si l’on verse sur la surface d’un liquide conducteur quelques gouttes d’un autre liquide non conducteur et d’une faible densité, de l’huile, par exemple, les phénomènes pré- . cédents se reproduisent d’une manière assez curieuse pour le coup d’œil. Ainsi , toutes les ramifications sont terminées par des boules lumineuses de couleur blanche, qui leur donnent l’aspect d’un arbre chargé de ses fruits. Cette particularité du phénomène s’explique aisément; car l’extrémité de ces ramifications étant le point de liaison du courant avec l’étincelle, la légère couche d’huile répandue à la surface de l’eau forme solution de continuité, et l’étincelle, en traversant cette solution de continuité, doit être plus brillante.

Si les rhéophores sont terminés par des morceaux de charbon de bois, l’étincelle s’échange à distance comme avec les métaux, seulement les deux points de contact avec les charbons sont beaucoup plus brillants. Si l’on raccourcit cette étincelle, elle prend bientôt au pôle négatif un éclat particulier et rayonnant qui peut être comparé à celui d’un point de lumière électrique issue d’une forte batterie voltaïque, (fig. 15). Elle est du reste parfaitement blanche. Au pôle positif elle ne présente qu’une lueur rougeâtre; mais, chose qui peut paraître extraordinaire au premier abord et qui est pourtant bien simple, l’inverse a lieu quand on provoque l’étincelle avec un rhéophore métallique, et c’est le pôle positif qui donne la plus belle lumière. Pour peu que l’on considère la manière dont est provoquée dans les deux cas l’étincelle, on ne tarde pas à se rendre compte de cet effet que l’on pourrait croire une anomalie. En effet, ce n’est pas parce que le rhéophore métallique que l’on présente au charbon est positif, que l’étincelle est brillante, mais bien parce que c’est le charbon qui est négatif. Quand, au contraire, le charbon est rhéophore positif, l’effet lumineux devrait être produit sur le rhéophore métallique; mais, comme le phénomène ne peut exister en raison de la nature de ce rhéophore , l’étincelle reste avec l’éclat qui correspond au pôle positif du rhéophore de charbon.

L’insufflation de l’étincelle ainsi provoquée produit les mômes effets que pour celle échangée entre deux fils métalliques; seulement les filets sinueux sont moins nombreux.

Le charbon de cornue présente les mômes effets que le charbon de bois, mais ils sont beaucoup moins brillants, c’est tout au plus si la lumière produite est rayonnante. Le

coke est plus favorable , mais l’hétérogénéité de sa masse fait qu’on distingue difficilement l’inégal pouvoir des pôles.

Avec le liège rendu conducteur par son immersion dans l’acide sulfurique ou la basane humectée d’eau acidulée, le

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phénomène est beaucoup plus développé et beaucoup plus intense qu’avec le charbon; on obtient alors un point tellement lumineux qu’il est difficile de le fixer. En même temps le liège ou la basane se carbonnise et brûle. Il est vraisemblable que c’est à la moins bonne conductibilité de ces substances ainsi carbonnisées qu’il faut attribuer la différence d’intensité de la lumière produite. Quoi qu’il en soit, un fait curieux à signaler, c’est que ces substances, mauvaises conductrices par elles-mêmes, gardent la conductibilité que leur a donnée leur immersion dans un liquide acidulé, bien longtemps après que ce liquide s’est évaporé. Ainsi un morceau de basane qui n’avait été humidifié par l’eau acidulée que passagèrement s’est conservé pendant deux ans à l’état de bon conducteur.

Quand l’un des rhéophores est représenté par une surface de mercure, l’étincelle devient d’une plus grande blancheur et les jets de feu qui s’épanouissent considérablement sur cette surface se terminent par des boules de lumière blanche.

Étincelles (Vinduction dans l'air emprisonné. — M. E. Becquerel a fait, conjointement avec M. Frémv, une série d’expériences sûr les propriétés des corps électrisés, qui l’ont conduit à faire, avec la machine de Ruhmkorff, plusieurs expériences d’un haut intérêt, non-seulement au point de vue de la science électrique , mais sous celui même de la physique du globe. Il a constaté, en effet , que si l’on fait passer pendant un certain temps le courant de la machine de ltuhmkorff dans un espace rempli d’air et hermétiquement fermé, les éléments de l’air se combinent ensemble et donnent naissance à de l’acide nitreux. Pour faire cette expérience , on fait arriver dans un ballon en verre de plusieurs litres , ou un simple tube fermé par les deux bouts et rempli d’air, les deux extrémités de deux fils de platine d’un fort diamètre que l’on met en relation avec le fil d’in-

duction. (fig. 16). On place ces deux extrémités à 2 ou 3 millimètres, et on s'arrange pour que, lorsque l'appareil fonctionne avec k, 6, ou 10 couples, il s'établisse un arc voltaïque au milieu du ballon. Si l'on a pris les précautions nécessaires pour que ce ballon soit fermé , et qu'il ne se trouve en contact du gaz que du verre , du platine ou de la cire à cacheter, alors au bout de plusieurs minutes, ou même d'une demi-heure ou d'une heure, suivant l’intensité de l'arc, et la grandeur du ballon on voit la nuance de l'air changer et des vapeurs rutilantes remplir le ballon. L’intérieur devient tout à fait rouge orangé. Ainsi les éléments de l'air, oxygène et azote , se combinent directement dans cette expérience.

Fig. 17. • Fig. 16.

Comme cette réaction chimique est la seule que présente le gaz azote , que l'on est habitué à doser, en chimie , d'après ses caractères négatifs, MM. Becquerel et Frémy ont proposé d'appliquer l'appareil de Ruhmkorff à l'analyse chimique pour reconnaître la présence de l’azote. En effet, des traces d’azote mélangées à l'oxygène sont rendues sen-

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sibles dans un appareil construit comme le précédent, mais de moindres dimensions.

Cette expérience , qui est très-curieuse à reproduire dans les cours, prouve que la foudre en éclatant donne naissance dans l’atmosphère à de l’acide nitreux , qui devient azotique lors de son absorption par la pluie. C’est en effet ce qu’a constaté l’analyse chimique des eaux de pluie. Cette expérience donne en outre à supposer que les nitrières naturelles, qu’on retrouve en si grande quantité dans l’Inde, pourraient bien avoir pour origine cet acide nitrique créé au moment des orages ; car on sait que les orages sont très-communs et surtout formidables dans la zone torride.

Étincelles (Vinduction dans l'air condensé. — Harris a établi, par quelques expériences, que la quantité d’électricité nécessaire pour produire dans l’air une étincelle d’une longueur constante était en raison directe de la pression du gaz. M. Masson a confirmé cette loi par un très-grand nombre d’observations et des méthodes différentes.

Ainsi , dans l’air condensé , l’étincelle est plus courte et plus ramassée qu’à l’air libre , et cela se conçoit d’ailleurs facilement , puisque les molécules isolantes étant alors plus pressées se déplacent plus difficilement. Pourtant, il faut le dire, avec l’étincelle de l’appareil de Ruhmkorff, cette action est moins sensible à cause de l’extrême tension des courants d’induction. Nous aurons occasion de voir plus tard la différence considérable qui existe sous ce rapport entre l’étincelle d’induction et celle des machines.

Étincelles d'induction dans l'air dilate. — Par la raison inverse à la précédente , on comprend que plus la couche d’air interposée entre les deux points où s’effectue la décharge est dilatée , plus cette décharge s’opère facilement , et plus par conséquent l’étincelle devient longue pour une même intensité électrique. C’est pour cette raison que l’in-

terposition de la flamme, ou d’un matelas d’air élevé à une haute température , augmente , comme nous l’avons vu , la longeur de l’étincelle ; c’est encore pourquoi l’étincelle peut s’échanger dans le vide, à une distance considérable. Dans ce cas , le phénomène est si complexe et si curieux , que nous lui consacrerons un chapitre spécial. Mais si l’étincelle se trouve ainsi amplifiée dans l’air raréfié , en revanche sa lumière est beaucoup moins intense.

Étincelles d' induction dans les gaz. — M. Masson prétend que l’intervention des gaz au milieu de la décharge électrique modifie l’aspect de l’étincelle , mais ne réagit en aucune façon sur ses caractères physiques, comme nous le verrons plus tard. Ainsi, dans le gaz hydrogène, l’étincelle est faible et très-rouge , tandis que dans l’acide carbonique elle est vive et blanche. Dans l’oxygène et l’azote , elle conserve le même aspect qu’à l’air libre ; seulement avec le premier de ces gaz, la couleur est plus prononcée. Dans l’acide hydrochlorique , elle a une teinte bleue trèscaractérisée. (Voir le Traité d Électricité de MM. Becquerel, vol. î, page 343.)

Si l’étincelle électrique est peu modifiée dans sa constitution et ses caractères physiques parla nature des milieux

dans lesquels elle éclate , il n’en est pas de même de ces milieux , et quelques-uns d’entre eux se trouvent acquérir des propriétés tout à fait différentes. Ainsi l’oxygène, par exemple , se trouve transformé en ozone , comme l’a démontré M. E.> Becquerel. Pour faire cette expérience trèscurieuse d’ailleurs avec la machine de Ruhmkorff, on fait passer à travers un tube étranglé de place en place un courant d’oxygène parfaitement pur et parfaitement sec (fig. 17); et, après avoir introduit à l'intérieur de ce tube une bande de papier amidonné et ioduré, on ferme la partie étranglée à la lampe, de sorte que l’oxygène se trouve parfaitement emprisonné. On peut alors, dit M. E. Becquerel, électriser

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ce gaz de deux manières : directement ou par influence. Dans le premier cas, on fait passer l'étincelle à travers deux fils de platine, disposés comme dans l'expérience pour la combinaison des éléments de l'air, que nous avons décrite précédemment ; seulement il faut qu'ils soient suffisamment éloignés l’un de l’autre pour que la décharge électrique ne se fasse pas sous la forme d’un jet continu : il faut, au contraire, que les étincelles se succèdent lentement et isolément. On voit alors la feuille de papier bleuir, et cette coloration ne tient pas à la décomposition de l’iodure, mais bien à l’électrisation de l’oxygène, car aucun effet de ce genre n’a lieu dans l’hydrogène pur placé dans les mêmes conditions. Pour obtenir l’électrisation de l’oxygène par influence , on provoque les étincelles de manière à ce qu’elles viennent lécher extérieurement la surface du tube. Dans tous les cas, il faut , pour que l’expérience réussisse et soit incontestable , que l’enveloppe dans laquelle est emprisonné le gaz ne présente pas de parties métalliques autres que le platine 4 .

Étincelles d’induction dans les liquides . — Les liquides comme les solides, et même les gaz*, sont plus ou moins bons conducteurs de l’électricité, et, en cette qualité, ils peuvent transmettre ce fluide sans déflagration et sans production de lumière. C'est ce qui arrive, en effet, pour l'eau et la plupart des liquides ou dissolutions. Il est cependant quelques liquides comme les huiles, l'alcool, l’essence de térébenthine, et surtout le sulfure de carbone, qui sont beaucoup plus mauvais conducteurs, et qui jouent, par rapport à l’étincelle d'induction, le même rôle que les corps gazeux , à cette différence près

1. Voir le Mémoire de MM. Ed. Becquerel et Fremy, dans les Annales de physique et de chimie, t. XXXV.

2. Voir le Mémoire de M. Ed. Becquerel sur la conductibilité des gaz ( Annales de physique et de chimie) , année 1852.

suit LA MACHINE DE KUHMKORFF.

qu'étant plus denses , l'étincelle qui se trouve produite dons leur sein est plus courte et donne lieu à des crépitations plus énergiques. Dans ces sortes de liquides, l’étincelle varie de couleur, suivant la nature du liquide : ainsi, dans l'huile, elle est d’un blanc verdâtre; dans l'alcool, d’un rouge très-prononcé, et ses crépitations donnent lieu à un bruit métallique tout particulier. On peut la provoquer, non-seulement avec des rhéophores métalliques , comme à l’air libre ou dans les gaz, mais avec des rhéophores liquides , à la condition que ceux-ci seront bons conducteurs. Ainsi, par exemple, si on verse dans un tube recourbé brusquement en siphon quelques gouttes d’huile , et qu’on achève de le remplir avec de l’eau, on obtient, en renversant le siphon , et eu plongeant ses branches dans deux verres remplis d’eau au même niveau , l’ascension de l’huile dans le tube , et ce liquide vient en occuper précisément la partie courbe. Alors, pour peu que les deux surfaces de l’eau ne soient pas à une trop grande distance l’une de l’autre , l’étincelle s’échange entre ces deux surfaces à travers l’huile , aussitôt qu’on a plongé dans les deux verres les rhéophores de l’appareil.

Cette expérience peut être faite plus simplement, de la manière suivante : on verse , dans un verre rempli d’eau , une certaine quantité d’huile , comme pour une veilleuse ; on plonge dans l’eau un des rhéophores de PappareiU, que l’on a eu soin de choisir recouvert de gutta-percha , et avec l’autre rhéophore, que l’on tient éloigné environ de 2 millimètres de la surface de l’eau, on provoque l’étincelle électrique à travers l'huile. Dans cette expérience , les crépitations de l’étincelle sont d’autant plus fortes, que les bulles d’hydrogène qui sé dégagent se trouvent enflammées par l’étincelle.

Si , après avoir été plongés dans l’huile , les deux rhéophores sont trempés dans l’eau, la légère couche d’huile

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qui les recouvre devient écumeuse , et la partie des tîls qui est immergée, surtout au pôle négatif, se trouve illuminée par une foule de petites étincelles.

Quand les liquides sont bons conducteurs, comme Feau acidulée, les dissolutions salines, et, en particulier, la dissolution de sulfate de cuivre , l’étincelle , pour apparaître au milieu d’eux, exige une certaine combinaison des rhéophores. Pour les courants voltaïques de très-forte tension , tels que ceux qui produisent la lumière électrique entre deux charbons, cette combinaison consiste à rapprocher très-près l’un de l’autre les deux rhéophores de charbon : alors l’électricité passant d’un très-bon conducteur (le charbon) dans un mauvais (l’eau, comparativement), apparaît sous la forme d’étincelle ; mais pour les courants d’induction de la machine de lluhmkorflf, cette combinaison ne serait pas suffisante. Voici comment M. Masson est parvenu à les obtenir.

Fig. 19.

Fig. 18 .

Il prend deux baguettes de Wollaston recourbées par le bout, comme l’indique la figure 18 , et les dispose de manière à ce que le lil de platine qui traverse le bout effilé à la lampe soit terminé par une petjte boule du même métal , incrustée elle-même en partie dans le verre ; puis , après avoir rempli de mercure le tube de ces deux baguettes, il les adapte à deux supports et les plonge dans une cuve de cristal remplie d’eau. Si l’intervalle qui sépare les deux

baguettes est assez faible pour que la résistance de la couche liquide soit plus grande que celle nécessitée pour la décharge directe , l'étincelle s'échange d'une des boules de platine à l’autre , et fournit un point lumineux continu au milieu du liquide.

En décomposant par un courant voltaïque l'eau rendue bon conducteur par de l'acide sulfurique ou de la potasse, M. Quet est parvenu à faire luire des électrodes de platine d’une assez vive lumière pour avoir de l’éclat même en plein jour.

Dans cette expérience, le fil de platine n'est pas incandescent, mais il est comme enveloppé d'une gaine de lumière qui semble le séparer de l'eau voisine; la couleur de cette lumière n'est pas la même aux deux pôles : dans l'eau acidulée par l'acide sulfurique, la couleur polaire de l’électrode négatif rappelle cette douce lumière violette qui enveloppe la tige et la boule négative, dans l'expérience de la lumière dans le vide ; parfois elle présente des parties vertes. Celle de l'électrode positif est rouge. Ces couleurs n'appartiennent pas exclusivement aux deux pôles : car, dans une dissolution de potasse , l’auréole lumineuse de l'électrode négatif a une belle teinte rose.

L'illumination des deux électrodes ne se produit pas avec la même facilité : c’est ordinairement l'électrode négatif qui s'enveloppe de sa gaine lumineuse. Lorsque ce phénomène se produit, le mouvement de l'eau, qui était tumultueux, s'arrête brusquement, et la décomposition du liquide est en quelque sorte suspendue; on ne voit alors que quelques bulles de gaz rares et très-petites s'élever sur les électrodes, et l'on entend un léger bruit de crépitation ; puis, quand l'illumination cesse de nouveau, le mouvement du liquide devient violent et la décomposition de l'eau se ranime.,

Pour produire l'illumination des électrodes et la suspen-

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sion de l’électrolisation qui. raccompagne , il suffit d'employer 40 grands éléments de Bunsen bien préparés, et laisser ensuite la température du liquide s’élever jusqu’au point où le phénomène éclate de lui-même. On peut aussi provoquer l’illumination des électrodes sans attendre que la température de l’eau se soit beaucoup élevée, en plaçant convenablement de petites cloches sur les lits de platine. De cette manière , on peut encore réussir, môme lorsque la pile s’est affaiblie par un travail de sept ou huit heures, mais alors on ne parvient pas à illuminer les fils dans toute leur longueur.

M. Quet a voulu reproduire ces expériences avec l’appareil de RuhmkorfF, et voici les résultats auxquels il est parvenu, en employant 2 éléments Bunsen seulement et les baguettes de Wollaston.

1° L’eau a été décomposée avec un bruit très-vif de crépitation;

2° Au bout de chaque fil de platine terminant la baguette de Wollaston , il a aperçu une série d’étincelles électriques très-courtes imitant un feu continu, comme si l’on avait deux petites lampes allumées au sein de l’eau. Ces deux lumières n’ont pas en général la même couleur : l’une est « violette et l’autre tire sur le rouge ; la première se présente à l’électrode négatif. On peut, au reste, éloigner ces deux lumières l’une de l’autre autant qu’on le veut.

Jusqu’à présent, nous avons parlé de liquides bons conducteurs et mauvais conducteurs , comme si les liquides se comportaient à l’égard de l’électricité de la même manière que les solides. Il est pourtant loin d’en être ainsi ; car de ce qu’un courant électrique traverse un liquide , il en résulte que le liquide est décomposé, et, par conséquent, que la conductibilité électrique, dans ce cas, ne pourrait être qu’une conductibilité électrolytique. Pourtant, plusieurs expériences faites par MM. Faraday et Foucault

semblent démontrer qu’en outre de cette conductibilité électrolytique, les liquides ont une conductibilité propre. Mais voici une expérience de M. Masson avec l’appareil de Ruhmkorff qui ne peut guère laisser de doute à cet égard.

Fig. 20.

Fig. 21.

Si l’on fait passer à travers un tube à moitié rempli d’alcool concentré le courant induit de l’appareil de Ruhmkorff (V. fig. 20), et que l’on éloigne les électrodes jusqu’à ce que l’étincelle ne puisse plus s’échanger à travers le liquide, on aperçoit un dégagement de bulles gazeuses, que l’on prendrait au premier abord pour des gaz résultant de la décomposition du liquide, mais qui, étant analysées avec soin , ne sont autres que des bulles de vapeur alcoolique.

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Or, dit M. Masson , puisque le courant provoque une ébullition de la part du liquide, sans qu’il y ait décomposition , c’est qu’il le traverse sous l’influence seule de sa conductibilité propre.

TRANSMISSION des courants d’induction a travers les

CORPS isolants.

Depuis longtemps j’avais constaté que si le bois, la laine, la pierre , et en général les corps secs non métalliques n’étaient pas bons conducteurs de l’électricité d’induction, comme ils le sont de l’électricité des machines, cela provenait de la faible quantité d’électricité accumulée à l’extrémité des rhéophores. En terminant ceux-ci par des plaques suffisamment larges, comme on le fait, pour la transmission des courants à travers le sol dans les lignes télégraphiques, je devais donc obtenir une meilleure conductibilité de la part de ces corps mauvais conducteurs, et c’est, en effet, ce qui a eu lieu, à tel point que j’ai pu faire sauter des mines à Cherbourg à 600 mètres de distance, en faisant intervenir pour moitié dans le circuit un rocher sec et dur.

D’après ces expériences, il m’était indiqué d’employer pour rhéophores, dans mes expériences sur la transmission des courants d’induction à travers les corps isolants, des plaques métalliques, et c’est, en effet, le parti que j’ai pris.

Mes premières expériences sur cette question importante remontent au mois de décembre 1853. J’avais alors reconnu que si l’on sépare deux lames métalliques par une, deux ou trois épaisseurs de verres , non-seulement le courant induit auquel ces lames métalliques servaient de rhéophores n’était pas interrompu par cette interposition , mais

qu'on pouvait encore charger une lame métallique placée entre ces verres. J’avais même constaté que la charge de cette lame interposée pouvait s'effectuer et même s'effectuait plus énergiquement sous l'influence seule du pôle extérieur du circuit induit, et qu’on pouvait la décharger avec un conducteur entièrement isolé du circuit (V. fig. 24 ). Enfin,

j'avais reconnu que de la limaille métallique placée entre deux surfaces de verre éloignées l'une de l’autre de quelques millimètres se trouvait alternativement attirée et repoussée par les deux pôles du courant induit , comme les balles de sureau dans l’expérience de Volta , pour la démonstration de la formation de la grêle (V. fig. 25J

Comment s’opère dans ce cas la transmission de l’électricité? Telle fut la question qui me conduisit à faire les expériences suivantes, qui sont, d’ailleurs, très-intéressantes à répéter.

Si l’on maintient à environ 3 ou 4 millimètres l'une de • l’autre deux lames de verre C D, E F (fig. 26) revêtues extérieurement de deux lames métalliques A B, G H , mises en rapport avec les deux pôles de l’appareil de Uuhmkorff , on aperçoit dans l’obscurité une pluie de feu d’une belle cou-

1. Voir le journal l'Institut du 5 décembre 1853 et du 8 février 185V.

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leur bleue qui s’échange entre les deux surfaces de verre, sans que l’étincelle passe par les bords des lames isolantes. De plus, on distingue entre les lames métalliques et les lames de verre deux raies lumineuses qui indiquent suffisamment que l'effet électrique se manifeste sur toute l’étendue des surfaces qui se trouvent interposées entre les deux lames électrisées.

Fig. 26.

Fig. 27.

L’étincelle , en réagissant ainsi au travers du verre, traverse-t-elle simplement cette substance? ou bien agit-elle par condensation ? C’est une question qui ne peut guère être douteuse si l’on examine attentivement ce phénomène.

En effet, si l’électricité traversait le verre qui est plus isolant que l’air, on verrait son passage à traversées lames en les regardant de champ. Or, ces lames paraissent parfaitement obscures et forment comme deux bandes noires entre les trois lueurs bleuâtres dont nous avons parlé. Il faut donc admettre un effet de condensation. Comment cet effet se manifeste-t-il? C’est ce que M. Gaugain, qui a repris et analysé mes expériences, a expliqué très-catégoriquement de la manière suivante , en employant pour la démonstration de sa théorie un appareil dont nous parlerons dans le prochain chapitre.

« Si, dit M. Gaugain, le courant induit traversait le verre, la déviation que chacun des rhéophores produirait sur le galvanomètre serait toujours dans le même sens, comme s’il n’y avait pas d’interruption dans le circuit; mais si, au contraire, au lieu d’obtenir une déviation continuellement dans le même sens, on a des déviations alternativement en sens contraire, c’est que le courant, après s’être condensé, revient sur lui-même et se recompose à travers la bobine d’induction. » Or, en employant un appareil auquel il a donné le nom de soupape électrique, M. Gaugain a pu constater qu’en effet le courant induit changeait alternative^ ment de sens à partir des lames du condensateur.

Ainsi, le phénomène de la continuité du courant induit, malgré l’interposition d’une lame isolante , n’est dû qu’à une décharge en retour, fait analogue, d’ailleurs, au phénomène désigné dans les ouvrages de physique météorologique sous le nom de choc au retour.

M. Poggendorff qui a fait de son côté ces expériences^ sans avoir eu , sans doute , connaissance des travaux que j’ai entrepris sur ces phénomènes depuis près de deux ans, puisqu’il ne me nomme pas dans son mémoire, attribue ces effets à une perméabilité du verre pour les courants induits ; mais nous sommes loin de partager son opinion.

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Quant à l'effluve de feu que nous avons signalée, elle est plus difficile à expliquer. M. Gaugain croit que le matelas d'air interposé entre les deux lames est électrisé par influence, et que la condensation au lieu de s'opérer directement entre les deux fluides développés à l'extrémité des rhéophores s'opère sur les fluides doublement décomposés du matelas d'air intermédiaire. Mais il est peut-être un peu hardi d'admettre qu'une substance isolante comme l'air puisse être électrisée par influence. Pourquoi alors le verre ne le serait-il pas? D’ailleurs, nous étudierons bientôt une expérience de M. Gassiot, dans laquelle cette pluie de feu se manifeste d'une manière beaucoup plus énergique dans le vide; là, pourtant il n'y a pas de matelas d’air interposé. Il est probable que ces réactions, encore fort peu étudiées, viennent de ce que le verre est susceptible de recevoir une certaine influence. Cela peut paraître extraordinaire, mais non impossible; car M. Àrago lui-même a reconnu que le magnétisme de rotation influençait les corps isolants. Quoi qu'il en soit , cette transmission de l'électricité à travers les substances isolantes explique parfaitement la danse de la limaille métallique placée entre deux lames de verre dont nous avons parlé précédemment et qui rentre complètement dans les conditions du phénomène de la danse des pantins.

Si dans l'expérience précédente on considère l'effet lumineux autour de la plus petite des deux plaques métalliques, on est étonné du développement de l’effet électrique. Ainsi, la lumière déborde la plaque et rayonne dans toutes les directions en formant autour d’elle comme une frange chevelue. Si on souffle sur le verie, cette lumière s’étend fort loin, et le chevelu disparaît pour faire place à une masse de lumière pointillée dont les particules sont sans cesse en mouvement. Quand l'humidité du verre due à l’insufflation est à peu près disparue, les rayons se réunissent en

suit LA MACHINE l>E KUIIMKORFF. ii)

faisceaux autour de la pjaque pour se terminer par des aigrettes (fig. 29).

En substituant un liquide conducteur à une des plaques métalliques, la lumière bleue pointillée apparaît sur toute la surface du verre où il est répandu. Une circonstance particulière et fort cuiieuse de ces phénomènes , c’est que les effets lumineux, quant à leurs proportions et à leur éclat, varient suivant le sens du courant. Us atteignent; leur maximum d’énergie , lorsque le pôle négatif occupe celle des deux surfaces conductrices qui est la plus étendue. Ce phénomène a, sans doute, pour cause celle à laquelle nous avons attribué la différence d’amplitude des ramifications de l’étincelle, lorsqu’on la provoque à la surface d’un liquide.

Fig. 28.

L’huile, employée dans les mômes conditions que le verre dans les expériences précédentes, ne présente pas les mêmes phénomènes. Si la couche est trop mince , plusieurs étincelles la traversent pour atteindre la plaque métallique; si la couche est trop épaisse, aucune action lumineuse n’est produite autour de la plaque; on aperçoit seulement à la surface du liquide des rides mobiles qui convergent vers le centre de la plaque et qui rayonnent comme aurait fait la lumière bleue si elle se fût produite.

NOTiCK

En interposant de l’huile entre deux lames de verre servant d’isolant à deux plaques métalliques, on ne change rien aux effets lumineux dont noos avons parlé ; seulement, la ligne de séparation des deux verres, qui aurait paru lumineuse sans l’intervention de l'huile , n’est pas visible, et la différence d’action due au sens du courant est moins marquée.

Les phénomènes qui se produisent avec les lames de métal peuvent se répéter avec le papier d’étain et les limailles métalliques; et comme la lumière bleue circonscrit tous les contours de ces différents conducteurs , on peut les découper de manière à dessiner des lettres ou des ligures quelconques qui se détachent alors en noir sur un fond de lumière bleue (V. lig. 28 ). Cette même expérience peut être reproduite en employant, en guise de plaque, un liquide conducteur ; alors les lettres ou les figures que l’on a tracées sur le verre avec ce liquide paraissent lumineuses au lieu de paraître obscures, et sont entourées de rayons ramifiés en forme de branchages qui sont du plus curieux effet (fig. 29).

En faisant intervenir le vide dans ces réactions, M. Gassiot a produit des effets réellement extraordinaires. Pour cela , il place sous la cloche de la machine pneumatique un

SUH LA MACHINE DE RUHMKOIUT. 51

verre à bec À (fig. 27) garni intérieurement , jusqu'à une distance de 2 ou 3 centimètres du bord supérieur, de papier métallique; il fait descendre, à travers la boite à cuir i) dont est munie supérieurement la cloche de la machine, une tige métallique enveloppée dans un tube de verre B C jusqu'à ce qu’elle atteigne le fond du verre à bec, et après avoir mis en communication avec les pôles de l'appareil de Uuhmkorff cette tige et la machine elle-même, il fait le vide sous la cloche. A mesure que le vide se fait, l'influence électrique réciproque exercée entre la garniture métallique du verre à bec et le métal sur lequel est appuyée la platiné de verre de la machine , s’effectue de plus en plus facilement à travers le vide, et quand celui-ci est suffisamment fait, la pluie de feu dont nous avons parlé précédemment s'échange directement du papier métallique à la platine de verre sous la forme d'une cascade de feu qui se déverse par-dessus les bords du verre à bec. En retournant le verre on varie l'expérience. ■

ni.