PROPRIÉTÉS DÉPENDANTES DE LA PESANTEUR ET DES FORGES MOLÉGUUURES

Parmi ces caractères physiques, nous étudierons d'abord ceux qui dépendent de la force de la pesanteur, et des actions moléculaires, comme la densité, la dureté et l'élasticité. On verra que le premier caractère, celui de la densité, est le seul qui paraisse échapper à la loi générale de variabilité, dont nous venons de parler; car, d'après la manière dont on la détermine, la densité étant prise par rapport au volume, on doit toujours arriver au même résultat , quelles que soient les portions de la masse siir lesquelles on opère. Mais, s'il était possible de séparer d'un cristal les diverses couches simples, ou les diverses files de molécules dont il se compose, afin de pouvoir mesurer la densité superficielle des couches, ou la densité linéaire des files, on trouverait certainement des différences, en passant d'une couche ou d'une file à une autre de direction différente, et par conséquent le caractère rentrerait dans la loi générale, et ne serait plus en opposition avec elle.

$ 1 . De la densité.

Les minéraux de nature diverse présentent en général dès différences de poids très-appréciables, qnand on les pèse comparativement sous le même volume. Les rapports que ces différents poids ont avec celui d'un minéral, pris pour terme de comparaison, et qui est Feau distillée, sont ce que Ton nomme les densités, ou les poids spécifiques des minéraux. D'après cela, pour déterminer le poids spécifique d'un minéral, il faut peser d'abord le corps, puis un volume d'eau égal au' sien, et chercher combien de fois le premier poids contient le second. Pour avoir le poids de l'eau sous un volume égal à celui du corps, il n'est besoin que dé peser une seconde fois celui-ci, en le tenant plongé- dans l'eau, ce que Ton peut faire en l'attachant à un fil "suspendu au-dessous d'un des bassins de la balance. Dans cette seconde pesée, le corps perdra, en vertu du principe d'Archï-

33o LIVRE I. CHAPlTftK IX.

mède, une partie du poids qu'il avait dans l'air, et cette différence de poids perdue mesurera précisément le poids du volume d'eau que Ton cherche.

On peut aussi se servir, pour déterminer la pesanteur spécifique d'un corps, d'un petit flacon, à large ouverture, et fermé par un bouchon à Pémeri. Après avoir pesé le minéral dont on veut connaître la densité, on le place dans un des plateaux d'une balance, en mettant à côté de lui le flacon plein d'eau et fermé, et l'on pèse de nouveau ; puis, on enlève le flacon, on l'ouvfe pour y introduire le minéral, qui, nécessairement, chassera un volume de liquide égal au sien; et, après avoir fermé et essuyé le flacon, on pèse encore une ibis. Le nombre obtenu pour cette troisième pesée, étant retranché de celui de la seconde, fera connaître le poids de l'eau expulsée , c'est-à-dire , le poids d'un volume d'eau égal au volume du minéral. Il n'y aura plus ensuite qu'à diviser par ce reste le poids même du minéral, fourni par la première pesée.

Le caractère de la densité est important en minéralogie, parce qu'il peut être déterminé avec une grande précision, et qu'il est ' véritablement spécifique, pourvu qu'on ne l'observe que dans les variétés les plus pures. Dans ce cas, il n'éprouve aucune variation notable , à moins que les échantillons examinés ne présentent de grandes différences dans leur mode d'aggrégation; et c'est pour parer autant que possible à cette cause d'erreur que Beudant a proposé de réduire toujours les minéraux en poudre, afin de les ramener ainsi à des états d'aggrégation comparables. Cest entre o et 24 <lue *°nt comprises les densités de tous les minéraux solides, jusqu'à présent connus. Elles sont exprimées en nombres décimaux, et leur valeur est poussée ordinairement jusqu'aux millièmes. Les corps qui possèdent les plus fortes densités sont : l'iridium a3,64o; le platine ai, 5 ; l'or 19,36; et le tungstène 17,6. Les espèces minérales, de la classe des substances métalliques , ont généralement des densités supérieures à 5 ; et, à part quelques sels à bases de 'plomb ou acides métalliques, les espèces de la classe des pierres ont des densités inférieures à 5, et, pour le plus grand nombre, comprises entre a et 3.

$ a. De la dureté.

Les corps naturels, en vertu de la cohésion qui réunit leurs particules, opposent une résistance plus ou moins grande à toute

PB8ARTXDR ST ACTIONS MOLéCULAIBXS. 33 1

action mécanique qni tend à les désunir ou à les déplacer. C'est ainsi qu'ils résistent plus ou moins à l'effort que Ton fait pour les rompre par le choc, pour les comprimer avec le doigt, pouf les allonger ou les aplatir en lames, pour les faire vibrer par le frottement d'un archet, pour les rayer avec une pointe vive. Dans le langage ordinaire, on confond souvent sous le nom de dureté plusieurs de ces résistances diverses, bien qu'elles ne soient point en rapport les unes avec les autres. Il convient donc, pour éviter toute erreur, de fixer avec précision le sens qu'on doit attacher à ce mot en minéralogie. C'est la résistance qu'un minéral oppose à l'action de le rayer en ligne droite avec une pointe, telle qu'une aiguille d'acier, ou bien la partie anguleuse d'un autre minéral, qu'on passe avec frottement sur la surface du premier. Il arrive souvent dans ce cas que l'on enlève les files moléculaires qbe la pointe rencontre dans son mouvement, et que l'on produit une raie, un sillon plus ou moins large et plus ou moins profond. Cest donc la cohésion des files de molécules conjointes que l'on cherche, en opérant ainsi, à vaincre et en quelque sorte à mesurer, comme par le clivage on cherche à vaincre et à apprécier la cohésion des lames moléculaires superposées.

On pourrait employer, pour rayer les minéraux, des aiguilles de diverses natures, telles que des pointes de verre, d'acier ou d'une autre substance artificielle : mais, dans la pratique de la minéralogie, on a toujours recours aux parties anguleuses d'un minéral. On compare donc toujours les minéraux l'un avec l'autre, et l'on dit qu'un minéral est plus, dur ou moins dur qu'un autre, suivant qu'il le raye ou qu'il est rayé par lui. Ainsi, le diamant est le plus dur de tous les minéraux, parce qu'il les entame tous et qu'il n'est entamé par aucun. D y a une précaution à prendre pour pouvoir compter sur le résultat de l'épreuve. II faut avoir soin de passer le doigt sur la surface frottée, pour enlever la poussière, et s'assurer que cette surface a été réellement rayée ; car, il pourrait se faire que la pointe dont on s'est servi fût fragile, et qu'en s'égrenant sous la pression, elle eût formé une traînée de poudre, qu'on pourrait être tenté de prendre pour une véritable rayure.

La dureté peut être étudiée soit dans les cristaux, soit dans les masses amorphes, à structure non cristalline.

A. Dureté dans les cristaux. — Quand on étudie la dureté dans les cristaux, on s'aperçoit'aisément que, comme les autres caractères physiques, elle ne se montre pas au même degré dans

^tous les sens : le résultat de l'épreuve varie .en général dans te 'même cristal avec la direction des files moléculaires que Ton 'attaque ; seulement ces variations sont ordinairement fort petites, et difficiles à apprécier. Elles se manifestent dans trois cas différents : i° sur des faces différentes d'un même cristal, comme ou .Fa depuis longtemps remarqué dans les cristaux de disthène,.et dans ceux du gypse, où la face la plus tendre est celle du clivagje le! plus facile. 2° Sur la même face, mais dans des directions différentes : par exemple, pour les cubes de spath fluor, la dureté est plus grande parallèlement aux diagonales, que dans le sens des are tes. Les différences dans ce cas peuvent aller du simple au double. 3° Sur la même face et sur la même ligne, suivant qu'on raye dans un sens ou dans le sens opposé. Cette dernière circonstance peut paraître assez extraordinaire, et Ton ne se serait pas attendu à voir la dureté varier en pareil cas. C'est cependant ce cas qui a été connu le premier, et signalé par Huyghens dans son Traité dé la lumière. Ce physicien, à qui Ton doit de si belles observations sur le spaih d'Islande, avait remarqué que dans les rhomboèdres de cette substance, la durelé variait dans le sens de la diagonale oblique, et qu'elle était plus grande quand on rayait en descendant du sommet vers l'angle inférieur du rhombe, et plus faible quand on rayait en remontant de l'angle inférieur vers le sommet. Si Ton répète cette expérience, en se servant d'une épingle comme frotteur, dans le premier cas, on n'obtiendra qu'une raie imperceptible, et dans le second, la rayure sera très-profonde. Huyghens se représentait les molécules du spath sous la forme de petits sphéroïdes lenticulaires très-aplatis , et les supposait disposés par couches parallèles, de manière que la direction de leurs petits axes concordât avec celle de Taxe du rhomboèdre. Dès-lors, toutes ces petites molécules . devaient se présenter vers les faces obliques de ce rhomboèdre, imbriquées comme les tuiles d'un toit ou les écailles d'un poisson; et Huyghens concluait de celte disposition, que dans la première manière de rayer le cristal, le couteau dont il se servait devait glisser sur le dos des écailles, sans tendre aucunement à les séparer, tandis que dans la seconde manière, il les prenait parcTéssôus, et tendait alors à les soulever et à les détacher (i). Cetfe explication fort plausible aurait à peine besoin d'être modifiée légèrement dans les termes, pour s'approprier convenablement à nos nouvelles idées sur la structure des cristaux.

(1) Huyghens, Traité de la lumière; édition française, p. 95; Leyde, 1690.