CHAPITRE XXXIII

Electricités opposées .

s i. D ans la première moitié du siècle précédent , Dufay > physicien français , avait déjà découvert qu’il existe deux espèces d’électricités, lesquelles , considérées isolément, ont la plus grande ressemblance , mais qui, comparées entre elles, se montrent cependant opposées dans les phénomènes : il nomma l’une électricité vitrés , et l’autre électricité résineuse , parce que la première est excitée, lorsque le corps frotté est de verre, et la seconde, quand il est de résine (1). Ap rès la mort du Dufay , les physiciens parurent oublier la subtile différence des deux électricités dont la distinction fait un grand honneur à l’esprit d’observation de ce savant. Enfin, dans la seconde partie du meme siècle, le célèbre Franklin continua cet examen, et montra si parfaitement la différence de ces deux électricités, que celte découverte est devenue depuis, la clef de l’explication des phénomènes électriques les plus remarquables. Au lieu des noms d’électricité ■vitrée et résineuse que Dufay avait choisis, Franklin adopta ceux d’ électricité positive et négative ,* d’oîi il est devenu ordinaire d’indiquer l’une par le signe -j-E, et l’autre par le signe — E. Cependant, comme la dénomination de Dufay , se fonde sur un fait, et celle de Franklin sut une simple hypothèse, laquelle a encore beaucoup perdu de sa vraisemblance dans ces derniers temps, la dénomination de Dufay mérite d’ètre généralement conservée.

(i) La définition n’est pas tout-à-fait exacte. Le verre frotté avec une éLoffe de laine , prend Lélectricité que l’on nomme vitrée ; frotté avec une peau de chat , il prend l’électricité résineuse. Je ne connais pas de corps qui ne puisse acquérir les deux électricités par le frottement, en changeant de frottoir, ou en variant tant soit peu les circonstances où le corps frotté se trouve. Cependant la distinction des deux électricités n’en est pas moins réelle, parce qu’elle repose sur les répulsions et les attractions qui leur sont propres , et non pas sur la nature des corps qui les produisent.

§ 2. On sait à présent que les deux espèces d’électricité peuvent être excitées de beaucoup de manières, et qu’en effet elles se produisent toutes deux en même temps, l’une dans le corps frotté, l’autre dans le corps frottant (*). Ainsi , lorsque le conducteur de la machine électrique, est disposé de la manière décrite dans le précédent chapitre (pag. 2i4, $5), il est aussi facile décharger le conducteur d’électricité résineuse que d’électricité titrée ; il ne faut pour cela qu’isoler le frottoir, et faire communiquer le conducteur avec lui (pag. 212 et 2iz[, $2 et 5), puis mettre le plateau en communication avec le sol, ou en tirer continuellement, au mojen de quelques pointes placées de la manière convenable, l’électricité vitrée qui se produit sur sa surface.

§ 3. Lorsqu’on tourne le plateau, après avoir fait ce changement de disposition, le conducteur qui se trouve alors en communication avec le corps frottant , et qui en fait lui-même partie, devient électrique et montre tous les phénomènes indiqués au chapitre précédent (pag. 2i3, $ 3). Seulement cette électricité est toujours beaucoup plus faible , ce qui n’est vraisemblablement qu’une circonstance accidentelle qui provient de ce que l’électricité vitrée qui s’écoule du conducteur au plateau, et qui contrarie les effets de la première, ne peut être entièrement enlevée au plateau, à mesure qu’elle s’y attache.

$ 4- La principale différence des deux électricités, s’observe dans les phénomènes de l’attraction et de la répulsion ; car deux corps, qui se repoussent lorsqu’ils ont la même électricité, s’attirent lorsque l’un a l’électricité vitrée, et l’autre l’électricité résineuse. De là se déduit cette loi :

Les électricités de même nom , se repoussent entre elles, et les élec-' trichés de noms opposés, s3 attirent.

Pour se convaincre de l’exactitude de cette loi, on dispose la machine comme nous venons de le dire, de manière à donner au conducteur l’électricité résineuse, le plateau absorbant toujours l’électricité vitrée : celui-ci, comme corps non-conducteur, retient toujours un peu de cette électricité, quelque moyen qu’on prenne pour la lui enlever, à mesure qu’elle s’y dépose. Alors, on prend une boule de liège,

(*) On doit donc regarder comme une loi générale que le corps frottant et le corps frotté acquièrent toujours des électricités diverses .

ou de moelle de sureau, suspendue à un fil de soie; si l’on approche cette boule du conducteur, elle est attirée par lui; puis dès qu'elle est saturée de l’électricité résineuse, elle est repoussée : mais, dans cet état, elle est attirée par le plateau de verre ; son électricité résineuse est détruite, elle secharge d’électricité vitrée, et alors elle est repoussée par le plateau; dans cet état, elle est de nouveau attirée par le conducteur, et l'on peut facilement trouver une position où la boule est alternativement repoussée et jetée, pour ainsi dire, de l’un à l’autre.

§ 5. On voit sensiblement dans cette expérience, qu’une électricité détruit l’autre. Cela devient encore plus manifeste, lorsqu’on dispose la machine pour produire l’électricité vitrée, avec la seule précaution d’isolcr le frottoir et de le faire communiquer par une chaîne au conducteur non isolé : alors on ne trouve pas la moindre trace d’électricité dans le conducteur. Généralement, lorsqu’on réunit des degrés inégaux des deux électricités, la moins intense est toujours détruite, et la plus forte diminue. On conçoit, d’après cela, pourquoi il faut toujours que le plateau communique avec le conducteur, lorsque la machine est disposée pour l’électricité vitrée, et pourquoi ce doit être le frottoir, si la machine est disposée pour l’électricité résineuse (i).

§ 6. Sur ces rapports entre les deux électricités, exposés dans les deux pre'cédens articles, se fonde la manière de les distinguer. L’ap-

(i) Généralement, quand deux corps isolés s’électrisent par leur frottement mutuel , l’un prend l’électricité vitrée , l’autre la résineuse. Cela arrive donc au plateau et au frottoir quand ils sont isolés : lorsqu’on fait communiquer le coussin avec le sol, le fluide vitré s’échappe à mesure qu’il est développé ; ensorte que le plateau est encore constitué à l’état d’électricité vitrée et le frottoir à celui d’électricité résineuse : la chose a encore lieu quand le frottoir isolé communique au conducteur, mais l’effet a bientôt un terme ; car l’électricité vitrée qui s’accumule sur le plateau, ne pouvant pas s’échapper, empêche de nouvelles quantités d’électricité vitrée d’y arriver, et par conséquent de se produire. Au lieu que , si l’on soutire par des pointes cette électricité vitrée du plateau, à mesure qu’elle y arrive, alors la décomposition du fluide naturel du conducteur , et l’arrivée de l’électricité vitrée sur le plateau , se contii nuant sans interruption, ce qui, par réciprocité, met le conducteur dans un • état durable et croissant d’électricité résineuse et, c’est ainsi que s’explique cc qui i a été dit ( § 2.)

pareil dont on se sert ordinairement pour cet objet, consiste en un électromètre à fil, suspendu et isolé, et en un bâton de cire à cacheter. On sait par expérience que la cire frottée avec la laine, le cuir et le lin, acquiert toujours l’élétricité résineuse. On communique à l’électromètre l’électricité qu’on veut éprouver , de sorte que les boules se repoussent, et demeurent quelque temps éloignées l’une de l’autre; alors on en approche la cire â cacheter frottée : si l’électromètre a l’électricté vitrée, une partie de celte électricité se trouve dissimulée (*) ou détruite par celle de la cire , et les fils se rapprochent ; au contraire, s’il a l’électricité résineuse, ils s’éloignent plus qu’auparavant.

Phénomènes électriques dans V obscurité et dans V air raréfié.

§ 7. Dans l’obscurité, les deux électricités se distinguent encore d’une autre manière remarquable, c’est-à-dire, par une différence dans les phénomènes lumineux qui se produisent, lorsque l’électricité est soutirée par des pointes.

Si le conducteur est chargé d’électricité vitrée, et qu’on en approche une pointe, on voit déjà à une distance considérable, un point lumineux à l’extrémité de cette pointe, lequel devient plus brillant à mesure qu’on approche davantage. Si l’on assujétit la pointe au conducteur, et qu’on en approche la main, ou quelqu’autre corps conducteur, ce n’est pas un point lumineux qu’on aperçoit, mais un faisceau de rayons divergens.

Au contraire, si le conducteur est chargé d’électricité résineuse les deux phénomènes sont justement en sens inverse.

$ 8. Nous allons joindre à ceci encore une autre expérience qui, à la vérité, ne montre pas si clairement la différence des deux électricités, mais qui est remarquable à d’autres égards.

Quoique l’air atmosphérique sec soit un mauvais conducteur de l’électricité, l’air très-raréfié se laisse cependant traverser par elle : l’expérience suivante en est une preuve. On raréfie l’air dans un vase de verre quelconque qui est fermé avec un couvercle métallique, par exemple, dans un récipient adapté à une machine pneumatique, ou dans un tube de verre préparé pour cet objet; alors,

(+) Payez le cliap. XXIV.

de l'électricité. 225

en faisant communiquer au conducteur une des extrémités du vase , et établissant à l’autre extrémité une communication avec le sol, on peut, dans l’obscurité , voir l’électricité s’écouler dans l’air raréfié, sous l’apparence d’une lumière blanchâtre. Ce phénomène qu’on pourrait nommer aurore boréale électrique , dure aussi long-temps qu’on tourne le plateau.

Il y a beaucoup de manières de varier cette expérience, et la plupart produisent des phénomènes lumineux très-agréables. Si l’on place aux deux extrémités du vase , deux pointes dirigées vers l’intérieur, la lumière s’échappe de l’une en divergeant, et pénètre dans l’autre en convergeant. Si le vase est un récipient , et qu’on assujétisse en-dedans du couvercle supérieur, une tige de métal au bout de laquelle est appliquée horizontalement une étoile de métal, la lumière électrique s’écoule de chacune de ses pointes vers le plateau inférieur, ce qui lui donne l’aspect d’une fontaine de feu» Si au lieu d’une étoile, on place à cet endroit un anneau ou un corps de quelqu’autre figure , on peut produire toutes sortes de changemens dans la forme du courant de lumière.

J g. Dans ces expériences, la circonstance suivante est digne d’attention. Lorsqu’on avance un conducteur près du vase dans lequel s’écoule la lumière électrique, il se fait un mouvement particulier de cette lumière à l’endroit dont il s’approche : on peut alors tirer des étincelles de ce conducteur; mais elles sont de forces très-variables. Cette observation prouve que l’attraction électrique agit meme à travers le verre, quoiqu’il soit non-conducteur.

Nous remarquerons encore sur cela , que la phosphorescence que montrent quelques baromètres qui ne sont pas absolument privés d’air , lorsque dans l’obscurité on fait monter et redescendre le mercure en penchant le tube, a sa cause dans ce même phénomène électrique (*).

(*) Le frottement des liquides, du mercure , par exemple, contre la paroi intérieure du baromètre , développe de l’électricité : lorsqu'on penche le baromètre ? de manière que la colonne de mercure remplisse rapidement la partie vide du tube, si l’expérience est faite dans l’obscurité , on voit se développer une lueur pliosphorique semblable à celle que produit dans le vide, un courant continu d’électricité.

2rl6

§ 10. Ces phénomènes lumineux ne diffèrent que pe& ou point du tout pour les deux électricités. Franklin et beaucoup de partisans de son hypothèse, croyaient qu’il y avait une différence, en ce que, lorsque le conducteur est chargé d’électricité vitrée , l’électricité s’écoule toujours du conducteur; et quand, au contraire, il est chargé d’électricité résineuse, la lumière électrique passe du sol dans le conducteur. Mais c’était là plutôt une conséquence de l’hypothèse qu’une véritable observation; car, avec l’attention la plus exacte sur tous les mouvemens de la lumière électrique , il est impossible de reconnaître les directions de ce mouvement, parce qu’il se fait avec une vitesse extreme : il paraît à l’œil le plus attentif, tantôt venir et tantôt s’éloigner, et tantôt la lumière électrique paraît se diriger en meme temps vers les deux côtés.

Hypothèse de Franklin ,

§ 11. Selon Franklin , les phénomènes électriques sont les effets d’une seule matière infiniment subtile qui se répand dans tous les corps, d’après des lois semblables à celles du calorique; ses particules se repoussent entre elles, mais elles sont plus ou moins attirées par les autres corps. Tant que cette matière électrique se trouve à l’état d’équilibre dans un système de corps, aucun phénomène électrique n’a lieu; mais si, au contraire, cette matière s’accumule ou diminue quelque part au-dessus ou au-dessous du point d’équilibre, le corps est électrisé dans les deux cas , positivement dans le premier, négativement dans le second (*) , et les phénomènes électriques sont produits par les efforts que fait la matière électrique pour rétablir l’équilibre rompu.

§ 12. C’était sur-tout la remarque que le frottoir ne doit pas être isolé, qui conduisit très-naturellement Franklin à cette opinion; car, dans le fait, 011 est presque forcé d’admettre que l’électricité qui s’accumule sur le plateau, s’écoule du frottoir. La possibilité de charger successivement le conducteur avec les deux électricités, s’explique très-facilement par celle hypothèse. On ne peut pas nier non plus que la plupart des phénomènes électriques , ne s”en déduisent assez bien.

') (>t état négatif ne serait qu’une privation ou une absence d’électricité.

de l’électricité.

Cependant l’explication de l’attraction et de la répulsion n’est pas encore sans difficulté. Si deux corps électrisés positivement sont approchés l’un de l’autre, ce sont, dans cette hypothèse, leurs atmosphères électriques environnantes qui, étant pressées, les forcent à se repousser. Si deux corps négativement électriques sont approchés Pun de l’autre, c’est l’électricité naturelle placée entre leurs atmosphères raréfiées , et par là même devenue plus intense, qui s’efforce de se répandre, et oblige ainsi les corps à s’écarter. Enfin, si deux corps électrisés, Tun positivement, l’autre négativement, sont placés l’un près de l’autre, ils s’approchent, parce que l’atmosphère positive du premier est attirée par l’atmosphère négative du dernier (*). Nous trouverons aussi, par la suite, plusieurs phénomènes qui ne peuvent s'expliquer par cette hypothèse que d’une manière forcée. Parmi les phénomènes de cette espèce dont il a déjà été question, se trouve cette circonstance, que, lors du passage de d’électricité par une pointe; le courant d’air qu’elle produit , est toujours dirigé vers la partie aigue de la pointe (pag. 219, § i3), et qu’il en est encore de même, lorsqu’on électrise le conducteur négativement, selon l’expression de Franklin.

'Voyez j pour connaître cette hypothèse, dans ses détails, la lettre de Franklin sur l’électricité.

Hypothèse de Symmer .

§ i3. Robert Symmer, dans la I.T0 partie du 5r.® volume des Transactions philosophiques , publia une autre hypothèse qui a détruit celle de Franklin chez la plupart des physiciens, parce qu'effectivement elle satisfait mieux aux phénomènes. Selon Symmer , il y a deux matières électriques qui s'attirent l’une l’autre, tandis, au contraire, que les particules de chacune d’elles prises isolément, se repoussent entre elles; leur réunion, qu'on nomme électricité combinée , produit l’état d’équilibre ; leur désunion produit l’état électrique. L’une, prise séparément, donne les phénomènes de l’électricité vitrée; l’autre, ceux de l’électricité résineuse.

Lorsque deux corps ont tous deux l’électricité vitrée, ou tous deux la résineuse , leurs atmosphères homogènes se repoussent; lorsque l’un

(*) Ou parce que l’atmosphère condensée ou accumulée autour du premier , vient remplir l’espace rarctié ou vide autour du second.

a l'électricité vitrée et l'autre la résineuse, leurs atmosphères hétéé rogènes s’attirent.

L’électricité combinée du frottoir est décomposée par le frottement; le plateau attire l’électricité vitrée ; l’électricité résineuse, devenue libre, s’échappe dans le sol parle conducteur attaché au frottoir; à sa place , la nouvelle électricité combinée afflue par ce même conducteur ; et aussi long-temps qu’on tourne la plateau, cet effet continue d’une manière non interrompue.

Par cette hypothèse, on explique de même, sans effort, quelques phénomènes électriques plus compliqués qui se présenteront dans la suite.

§ 14. Les hypothèses plus anciennes sont tout-à-fait inadmissibles. Parmi les plus nouvelles, celle de Velue , qu’on trouve dans ses Nou~ celles idées sur la Météorologie, peut seule mériter quelque attention. Les Dictionnaires de Physique donnent, à l’article Électricité , une courte exposition de cette hypothèse et de toutes les autres.

On peut douter qu’aucune de ces hypothèses soit tout-à-fait exacte; mais celle des deux électricités, de Symmer , doit avoir incontestablement la préférence, parce que c’est la manière la plus commode de satisfaire à l’explication des phénomènes électriques (*).

ADDITION

ï.° De la Machine électrique .

« Nous croyons qu’il ne sera pas hors de propos de revenir sur ce qui a été dit dans le texte et dans les notes sur les dispositions à donner à quelques parties

O Le célèbre Æpinus entreprit de ramener la théorie à un point tel qu’elle put elre soumise à l’épreuve du calcul ; mais ce ne fut qu’en admettant la répulsion des molécules des corps, hypothèse qui ne pouvait se soutenir. C’est le même physicien qui, un des premiers ( Tent . Theor. Elect. et Mag., pag. 38), soupçonna que le fluide électrique agit en raison inverse du carré de la distance: il disait que s’il avait à choisir , il donnerait la préférence à cette même loi qui avait l’analogie pour elle. On voit qu’il présumait que la loi des mouvemens célestes, devait s’étendre à toutes les actions à distance, et c’est enfin ce qu’a démontré le célèbre Coulomb. On doit savoir gré à Franklin et à Æpinus de i usage ingénieux que ces physiciens ont fait de leurs hypothèses pour lief des phénomènes qui jusqu’alors étaient épars.

PE L'ELECTRICITE. 22 q

île la machine électrique pour accumuler, à volonté, sur le conducteur isolé les électricités \itrée et résineuse :

Dans l’usage ordinaire delà machine électrique, il faut bien se garder d’isoler les coussins ; il faut , au contraire , établir entre eux et le sol une communication métallique : cette communication du frottoir avec le sol, réservoir commun d’électricité, permet à l’électricité résineuse développée sur la surface du frottoir par le frottement, de se combiner avec l’électricité vitrée du sol, nécessaire pour la saturer, combinaison qui ramène le frottoir à l’état naturel, et qui remet les choses dans le premier état • en sorte que le plateau se charge d’une nouvelle portion d’électricité vitrée, et ainsi de suite. L’office du conducteur isolé est d’enlever cet excès d’électricité vitrée du plateau , à mesure qu’il se développe ; cette accumulation sur le plateau ne cesse que lorsque la force répulsive totale des molécules du fluide vitré, ne permet plus l’introduction d’une nouvelle quantité de l’électricité du plateau. Le taffetas attaché au frottoir qui s’étend sur la surface du verre, la préserve du contact de l’air dans le voisinage du contact, et conséquemment s’oppose à la déperdition de l’électricité vitrée. Si on isole les coussins pendant le frottement, et qu’on examine la nature de l’électricité acquise par le plateau , on reconnaîtra qu’elle est encore vitrée , et qu’ ainsi les coussins prennent encore l’électricité résineuse. Supposons actuellement qu’on veuille charger le conducteur toujours isolé, d’électricité résineuse : on supprime la communication entre les frottoirs et le sol et on l’établit entre le conducteur et les coussins : alors l’électricité vitrée acquise par le plateau , ne lui est plus fournie que par le système formé des frottoirs et des branches du conducteur qui font corps avec eux , de sorte que ceux ci perdant cette portion de leur électricité combinée , se trouvent chargés d’un excès d’électricité résineuse : dans cette expérience on ôte les pointes dont le conducteur est armé, ou on les dispose de manière à les mettre en contact avec le frottoir. On doit encore , pour ce cas , amener devant le plateau de verre deux branches métalliques garnies de pointes et communiquant au sol, afin de neutraliser toute l’électricité vitrée dont sa surface est couverte; car, s’il gardait cette électricité, il ne s’en développerait plus de nouvelle , lorsque le plateau passerait une seconde fois entre les coussins. Il est inutile de revenir sur le cas où le conducteur no serait pas isolé. »