BANS L’ÉTAT D EQUILIBRE

pendez-Ie avec un fil de soie très-fin passé à la gommelaque , et communiquez-lui un degré quelconque d’électricité fort ou faible. Puis , après avoir touché les deux calottes pour vous assurer qu’elles ne sont point électrisées, enveloppez-eil le sphéroïde S , en les tenant par les extrémités de leurs manches isolans • retirez-les aussitôt de la même manière, et présentez - les à un pendule électrique: vous trouverez qu’elles ont pris l’électricité du sphéroïde, et qu’elles l’ont prise toute entière. La réaction électrique de celui-ci, essayée à l’électroscope le plus sensible , est absolument nulle- On peut encore vérifier cette propriété d’une autre manière qui semble plus générale , parce que le corps soumis à l’épreuve peut avoir une forme quelconque , et que l’expérience se fait sans lui ôter rien de son électricité. On pratique seulement sûr la surface de ce corps un ou plusieurs petits trous cylindriques de quatre ou cinq lignes de diamètre, et d’une profondeur arbitraire j on tire ensuite un fil de gomme-laque de quelques pouces de longueur , à l’extrémité duquel on adapte un petit cercle de papier doré pareil à celui de l’aiguille de l’électroscope , et dont le diamètre soit le tiers ou le quart de la largeur des trous. Cela fait , on isole le corps S ) on l’électrise fortement par quelques étincelles tirées du premier conducteur de la machine ou de toute autre manière • puis , tenant le cylindre de gommelaque par son extrémité libre , on introduit adroitement le cercle de papier doré qu’il porte dans les cavités du corps S , en prenant bien garde de ne pas toucher les bords de leur ouverture. Ce cercle , retiré des cavités, n’en rapporte pas un atome d’électricité * présenté à l’aiguille de Félectroscope déjà chargée d’une électricité pareille à celle du corps , il n’opère sur elle aucune répulsion. Mais après avoir inutilement réitéré cette épreuve , si on lui fait toucher un instant la surface extérieure du corps S , ou seulement le bord d’une des cavités qu’on y a pratiquées , il chasse vivement l’aiguille de l’électroscope. Toute l’électricité du corps S réside donc à cette surface ÿ il n’y en a point dans son intérieur*.

44q disposition de l’éiectïïïcïte

Ce résultat est general pour tous les corps , quelle qu# soit leur forme ; mais en répétant l’expérience , on trouvera quelquefois que le petit cercle de papier doré , retiré des cavités , présente de faibles signes d’une électricité de nature contraire à celle du corps S , et qui ne disparaît même pafc lorsqu’on a touché le petit cercle pour le décharger. Cette permanence prouve que l’électricité dont il s’agit ne lui est pas propre , mais lui est communiquée par la gomme-laque même , qui la lui rend à mesure qu’on la lui ôte ; en aorte qu’il n’en résulte aucune indication sur l’existence de l’électricité dans l’intérieur du corps S. Maintenant, com«* ment le cylindre de gomme-laque , qui porte le petit cercle , peut-ril , sans toucher les bords des ouvertures et par la seule proximité , prendre ainsi une électricité contraire à celle du corps S ? C’est un phénomène qui s’expliquera bientôt , quand nous traiterons du développement de l’électricité à distance. Ici , je me bornerai à dire que cet effet , purement accidentel , est presque toujours insensible quand la gomme-laque est pure , l’air sec , et qu’on ne laisse pas le petit cylindre séjourner long-temps dans les cavités.

Nous pouvons donc , d’après ce qui précède , être assurés que le principe électrique , quel qu’il soit ,. ne réside point dans l’intérieur des corps conducteurs, mais se porte entièrement à leur surface. Nous savons d’ailleurs par d’autres expériences , que l’air le retient à cette surface , et est le seul obstacle qui l’empêche de sortir du corps. Ainsi , en rapprochant ces deux indications , nous voyons que le principe électrique, quelle que soit sa nature , se dispose toujours sur les corps conducteurs en une couche très-mince dont la surface extérieure , contiguë à l’air , et limitée par la pression de ce fluide , est la même que celle du corps électrisé , tandis que la surface intérieure , nécessairement peu différente de l’autre , puisque la couche est très-mince , doit être déterminée d’après d’autres lois qu’il nous faudra tirer de l’observation.

Par exemple , lorsque le corps électrisé est une sphère x

bai? s l’état d'équilibre» 4 \t

la seule raison de symétrie exigé que la surface intérieure soit pareillement sphérique et concentrique à la surface extérieure y car elle doit être comme elle symétrique dans tous les sens autour du centre. Lorsque l’on accumule snc-< cessivement dans une sphère des quantités d’électricité de plus en plus grandes , on peut concevoir , ou que les nouvelles quantités ajoutées se disposent sphériquement sous les premières , et augmentent l’épaisseur de la couche , ou bien que l’épaisseur restant la même , la densité de l’électricité augmente en chaque point. Il est indifférent , pour les expériences , d’adopter l’une ou l’autre manière de voir ÿ car l’épaisseur de la couche étant toujours très «r petite , toutes les molécules électriques accumulées sous chaque petit élément superficiel , doivent agir par attraction ou par répulsion sur les corps extérieurs , comme si elles étaient toutes réunies en un seul point , et par conséquent comme si elles étaient infiniment condensées. Ainsi leur action sera toujours proportionnelle à leur nombre , de quelque manière qu’on l’évalue. Mais , à considérer la chose physiquement , l’idée d’une épaisseur essentiellement limitée paraît peu naturelle ÿ car il n’existe dans l’intérieur des corjis conducteurs aucun obstacle qui empêche l’électricité de s’y répandre 5 si elle ne s’y répand pas , ce ne peut être que par un résultat des lois de son équilibre j et , par cela même il devient très-vraisemblable que pour chaque quantité d’électricité donnée , l’épaisseur de la couche électrique est aussi une conséquence de ces lois.

La méthode que nous venons d’exposer pour éprouver l’électricité d’un corps conducteur , en le touchant par un petit cercle de papier doré , isolé à l’extrémité d’un fil de gomme-laque , est applicable dans une infinité de circonstances. Elle peut même faire reconnaître , non-seulement l’existence et la nature de cette électricité , mais la quantité absolue qui s’en trouve accumulée sur chaque élément superficiel. Pour cela , au lieu de présenter le petit plan à l’électroscope ? comme dans l’expérience qui précède ? on

4 disposition de l’electricite

substitué à la boule fixe delà balance , et l’on observe son action sur la boule ou sur le cercle mobile que l’on a préalablement chargé d’une électricité de meme nature. Le peu de volume de ces divers corps permettant de les considérer comme des points , on voit que la réaction électrique du petit plan sera proportionnelle à la quantité d’électricité dont il s’est couvert y et, si on l’introduit toujours dans la même balance sans rien oter au cercle , ou à la boule mobile , de la première charge qu’on leur a donnée , les torsions nécessaires pour les ramener à la même distance donneront les rapports de ces différentes charges. Or , comme un très-petit plan appliqué sur un corps se confond avec un élément de sa surface , on doit présumer que ces charges seront aussi proportionnelles à celle du point de la surface où le petit plan a touché. De sorte que l’on pourra ainsi espérer de connaître comment la quantité de l’électricité, ou, ce qui revient au même , comment l’épaisseur de la couche électrique varie sur les divers points d’un corps où l’électricité ne serait pas distribuée uniformément.

Pour vérifier cette idée , prenez un corps conducteur de figure quelconque , placez— le sur un isoloir ÿ et , après lui avoir donné un degré arbitraire d’électricité , touchez-le avec le petit plan d’épreuve en un point a , que vous pourrez exactement reconnaître • portez ce petit plan dans la balance , préalablement chargée d’une électricité de même nature , et observez la torsion nécessaire pour balancer la répulsion à une distance fixe D ) soit cette torsion A.

Retirez alors le petit plan , et faites-lui toucher de nouveau le corps conducteur dans un autre point a 1 , différent du premier , mais que vous pourrez également reconnaître j portez-le ensuite dans la balance , et mesurez la torsion nécessaire pour ramener l’aiguille à la distance D , comme dans la première expérience. Soit cette torsion n A, en sorte que son rapport avec la première soit exprimé par n.

Si, après un intervalle de quelques minutes , vous répétez les mêmes épreuves, en portant toujours le petit plan sur

dans l’état d’équilibre. 44^

les mêmes points a, a! , vous ne trouverez plus les mêmes torsions absolues , parce que le corps isolé aura perdu une partie de son électricité par le contact de l’air • mais le rapport de ces torsions demeurera le même. Si la première est devenue A' , la seconde sera n À'. Pour que la comparaison soit tout-à-fait exacte , il faudra mettre entre les deux contacts successifs de a et de a' le même intervalle que dans la première expérience , afin que la perte par f’air soit propor-» tionnellement la même.

Le résultat de cette épreuve se reproduira ainsi autant de fois qu’on voudra la répéter ; et la proportionnalité des torsions se maintiendra tant qu’il restera une quantité d’é-* lectricité appréciable sur la surface du corps isolé. Si de plus on a noté les époques auxquelles les observations successives ont été faites , on verra que le décroissement absolu des torsions est exactement tel qu’il doit résulter du seul contact de l’air • ou en d’autres termes , la répulsion mutuelle du petit plan et du cercle mobile , à une époque quelconque*, est exactement la même que si on avait laissé constamment le petit plan dans la balance avec la charge primitive d’électricité qu’il avait prise sur le point a ou a', dans le premier contact. Par conséquent , la quantité absolue d’électricité qu’il prend à chaque contact , est proportionnelle à la somme actuelle et totale de l’électricité du corps.

Cette proportionnalité peut tout de suite être mise en évidence par l’expérience suivante.

Donnez au corps isolé la forme d’un cylindre ou d’un paralléli pipède rectangle , dont la longueur surpasse beaucoup la grosseur j électrisez-le , et faites toucher le petit plan , d’abord au milieu de sa longueur puis à l’une de ses extrémités 9 il aura dans ces deux cas des réactions bien différentes. Maintenant faites toucher le corps électrisé par un autre , de forme et de dimensions exactement pareilles , qui sera aussi isolé , et que vous présenterez au premier symétriquement , c’est-à-dire de maniéré que les côtés pareils se touchent dans toute leur étendue. L’électricité se parta-

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géra certainement d’une manière égale entre les deux corps. Aussi , quand vous les aurez séparés , si vous recommencez l’épreuve du petit plan , en touchant toujours aux memes points que la première fois , vous trouverez que ses réactions électriques sont réduites, pour tous les points , exactement à la moitié de ce qu’elles étaient d’abord.

Ainsi , en résumant ces expériences , les quantités absolues d’électricités , successivement prises par le plan d'épreuve en un même point de la surface d’un corps conducteur , sont constamment proportionnelles à la somme totale d’électricité répandue sur la surface de ce corps à l’instant du contact ; et , quelle que soit cette somme , les quantités prises au même instant sur différens élémens superficiels conservent toujours entre elles des rapports invariables. De là on doit tirer deux conséquences : la première , c’est que dans chaque corps conducteur , l’accumulation d’une quantité double , triple d’électricité , donne à chaque élément superficiel une quantité d’électricité double , triple ou en général proportionnelle ; la seconde , c’est que le petit plan d’épreuve , considéré comme infiniment petit par rapport à la surface totale du corps conducteur , prend toujours en chaque point de cette surface une quantité d’électricité proportionnelle à celle de l’élément qu’il a touché.

En opérant ainsi , chaque contact du plan diminue un peu la quantité absolue d’électricité du corps qu’il touche , et par conséquent , à parler à la rigueur , il faudrait tenir compte de cette diminution pour rendre les observations successives exactement comparables ; mais on rend ce soin inutile en faisant le plan si petit , que la quantité d’électricité qu’il enlève soit infiniment petite et comme nulle comparativement à celle de la surface totale du corps. Si , malgré cette précaution , on voulait encore affaiblir l’erreur , il n’v aurait qu’à reporter le petit plan sur la surface du corps sans le décharger. Il faut aussi avoir soin d’emplover , pour soutenir les petits plans , des fils de gomme-laque bienpure , dont la force isolante soit la plus parfaite possible.