L'ÉLECTRICITÉ POLAIRE

DANS LES

CRISTAUX HÉMIÈDHES A FACES INCLINÉES

En commun avec JACQUES CURIE.

Comptes rendus de l'Académie des Sciences, t. \C1, p. 29^, séance du 2 août 1880.

1. Les cristaux possédant un ou plusieurs axes dont les extrémités sont dissemblables, c'est-à-dire les cinstaux hémièdres à faces inclinées, jouissent d'une propriété physique spéciale, celle de donner naissance à deux pôles électriques de noms contraires aux extrémités des axes susdits, lorsqu'ils subissent une variation de température : c'est le phénomène connu sous le nom de pyi'oélectricité.

JNous a\ons trouvé un nouveau mode de développement de l'électricité polaire dans ces mêmes cristaux, qui consiste à les soumettre à des variations de pression suivant leurs axes d'hémiédric ( ' ).

Les ell'cts pro(Uilts sont entièrement analogues à ceux causés par la chaleur : |)cudant une compression, les t^xtrémilés de l'axe sur l('(pu'l ou ai;it se chargent d'électricités contraires; une lois le

(') Hidlelin de la Société minéralogi(jue, 1880.

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cristal ramené à l'étal neutre, si on le décomprime, le phénomène se reproduit, mais avec une inversion des siyiies; Textrémité qui se chargeait positixemenl par compres>ion devient négative pendant la décompression, et réciproquement ( ' ).

Pour laire une expérience, on taille deux faces parallèles entre elles et |)erpendiculaiies à un axe d'iiémiédrie dans la substance (pie I on \ciil ('•tiidicr: ou les rcxét de deux feuilles d'élam qu'on isole extérieurement par deux ])laques en caoutchouc durci; le tout étant placé entre les mâchoires d'un étau, par exemple, on peut exercer des pressions sur les deux faces taillées, c'est-à-dire suivant Taxe d hémiédrie lui-même. Pour constater l'électricité, nous nous sommes servis d'un électromètre Thomson. On peut montrer hi dillerence de tension des extrémités en mettant chaque feuille détain en couimunication avec deux des couples de secteui'S de rinstrument, laiguille étant chargée d'une électricité connue. On peut aussi recueillir séparément chacune des électricités; il suffit pour cela de mettre une des feuilles d'élain en communication avec la terre, l'autre étant en communication avec l'aiguille et les deux coujiles de secteurs étant chargés à laide d'une pile.

Quoique n'avant |)as encore abordé l'étude des lois qui régissent le pliénomène, nous pouvons dire qu'il présente des caractères identiques à ceux de la |)vroélectriciié tels que les a définis Gaugain dans son heau tra\ail sur la lourinahae.

l2. ^ious a\ons fait 1 étude comparée des deux modes de développement d'électricité polaire sur une série de substances non conductrices, liéiiiièdres à faces inclinées. <jui comprend à |)eu près toutes celles qui sont connues comme pvroélectriques (- ).

(') Les cristaux liémièdres à faces inclinées soin les seuls cristaux pvroélectriques; ce sont aussi les seuls capables d'acquérir l'électricilé polaire par pression. Certains cristauv lioloèdres. comine le spath, se ch;u'gent bien par pressiou, mais d'une seule électricité; c'est là un phénoinène de surface, entièrement différent, et dont l'elfei était insensible dans les conditions fie nos expériences.

(-) On peut prévoir qu'il en existe beaucoup d'autres parmi les substances cristallisées an ilicielles. Les corps actifs sur la lumière polarisée, par exemple, foui-nissent des cristaux dont certains diamètres ont leurs extrémités dissemblables.

8 tœUVRES DE p. CURIE.

F^'actioii de la chaleur a été étudiée à l'aide du procédé indiqué par M. Fricdel, procédé qui est d'une si i;rande commodité (').

Nos ex[)ériences ont porh- sur la hiendc, le chlorate de soude, la horacite, la tourmaline, le quartz, la calamine, la topaze, lacide tartrique droit, le sucre, le sel de Seignetle.

Pour tous ces cristaux, les effets produits par compression sont de même sens que ceux produits par refroidissement; ceux dus à une déconq)ression sont de même sens que ceux dus à un échauffement.

Il j a là une relation évidente qui permet de rapporter dans les deux cas le phénomène à une cause unique et de les léunir dans l'énoncé suivant :

Quelle que soit la cause r/étei minante, toutes les fois qu'un cristal hémièclre à faces inclinées, non conducteur, se contracte, il y a formation de pôles électriques dans un certain sens; toutes les fois que ce cristal se dilate, le dégagement d'électricité a lieu en sens contraire.

(') Bulletin de la Société niinéralogique, 1879.

Ce procédé de P'riedel consiste à prendre une lame cristalline taillée perpendiculairement à un axe d'iiéniiédrie (axe non doublé) sur une face de laquelle on applique une demi-sphère de laiton chauffée. Il en résulte une polarisation électrique de la lame et une déviation de l'électronièlie auquel la clcnii-splière est reliée. La pyroélectricité ainsi définie et dont il est question dans les Notes de P et J. Curie n'est pas celle <|ue l'on considère habituellement et qui consiste dans la polarisation électrique d'un cristal par variation uniforme de la température dans sa masse; ce dernier phénomène se manifeste uni(|uenient dans les cristaux hémimorphes qui ne présentent, comme la tourmaline, qu'un seul axe de symétrie. Le phénomène f)bservé par Kriedcl est en réalité piézoélectrique et résulte ties compressions [)roduites dans le cristal par réchauffement non uniforme dû à la demi-sphère métallique. La découverte ultérieure de la piézo électricité en a fourni l'explication et Friedel en a lui-même reconnu la vraie nature ilans une Note publiée en commun avec J. Curie et dont voici les conclusions :

« Nous pensons pouvoir conclure de ces faits d'une manière générale que dans les substances hexagonales ayant trois axes horizontaux d'hémimorphisme et dans les substances cubiques appartenant au mode d'hémiédrie télraédrique, orsqu'il y a échauffement ou refroidissement régulier du cristal, c"est-à-dire lorsque les dilatations sont égales par rappf)rt aux différents axes en question, il y a compensation au point de vue pyroéleclri(iue et l'on n'observe aucun dégagement d'électricité. On en obtiendra au contraire lorsqu'une variation irrégulière de la température ou une compression intéressant certains axes plus que d'autres produira des dilatations inégales. » (C Fhiki)i:i, et J. Curik, Comptes rendus de l'Académie des Sciences, t. \C\I1, i8s:î, p. Wi.) [\otes des Éditeurs.]

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Si celte manière de voir est exacte, les effets dus à la compression doivent être de même sens que ceux dus à l'échauffement dans une substance possédant suivant Taxe d'iiémiédrie un coefficient de dilatation négatif (M-

(') Ce travail a ('-té l'ail au laboraloire de Minéralogie de la l-'aciillé des Sciences.

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