CHAPITRE V

Des Électricités combinées , et de leur séparation par les actions à distance .

Jusqu’ici nous avons considéré des corps électrisés par le frottement ou la communication. Nous allons maintenant voir des phénomènes où l’état électrique est développé sans contact , par la seule influence à distance d’un corps électrisé.

On prend un conducteur cylindrique B , fîg. i3 , isolé , horizontal, dont les deux extrémités sont arrondies en demisphères. On y attache de distance en distance des fils de lin , auxquels pendent de petites boules faites en moelle de sureau. Après avoir touché ce conducteur, pour s’assurer qu’il n’est point chargé d’électricité , on l’approche d’un corps électrisé A , en le tenant par ses supports isolateurs , et le plaçant toutefois assez loin de A , pour qu’il n’en puisse pas recevoir directement l’électricité par explosion. On observe alors les phénomènes suivans :

i°. Les fils placés aux extrémités du cylindre B divergent et manifestent ainsi qu’il est électrisé.

2°. On observe que cette divergence va en diminuant vers le milieu du cylindre , où il se trouve un point dans lequel il ne se fait aucune répulsion.

3°. Ce point , qui n’est point électrisé , varie de position.

$ur le cylindre , à mesure qu’on éloigne ou qu’on approche celui-ci du corps électrisé.

4°. Si l’on promène le long du cylindre une boule de sureau non électrisée et suspendue à un fil de soie qui l’isole , elle est attirée partout , excepté dans la partie intermédiaire , dont nous venons de parler.

5°. Mais si cette boule est éjeçtrîsée 3 elle est attirée par Tome I. 29

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une des extrémités du cylindre et repoussée par l’autre, ce

6°. En effet , si on touche successivement ces deux extrémités avec un petit corps conducteur isolé , et qu’on éprouve l’électricité qui en résulte , on trouve que , dans l’extrémité qui avoisine le corps électrisé , elle est d’une nature opposée à la sienne ; et au contraire , elle est de même nature dans sa partie la plus éloignée.

70. Les signes d’électricité cessent, si l’on retire le cylindre par ses supports isolans , et qu’on l’éloigne à une grande distance du corps électrisé A, ou si l’on enlève par un contact l’électricité de ce corps.

,8°. À l’exception de ce dernier cas , le corps primitivement électrisé ne perd rien par l’influence qu’il exerce. Aucune partie de son électricité ne se transmet au cylindre j car si l’on mesure sa réaction électrique par le plan d’épreuve avant qu’on lui présente le cylindre , et après qu’on l’a retiré , on trouve qu’elle n’a éprouvé aucune diminution , si ce n’est celle qui doit naturellement se produire par le seul contact de l’air.

cj°. Cette constance ne subsiste que hors de la présence du cylindre isolé. Car , pendant qu’il est dans le voisinage du corps électrisé , si celui-ci est conducteur , la réaction

sur sa surface est différente , comme on peut s’en assurer

par le plan d’épreuve.

io°. Si, sans toucher au corps électrisé, on enlève, et î’on remet le cylindre en sa présence à plusieurs reprises , les mêmes phénomènes cessent , et se reproduisent à chaque fois sans aucun changement.

Le seul énoncé de ces résultats en montre les conséquences : i°. puisque le cylindre ne prend rien au corps électrisé, il faut qu’il possède en lui-même les principes des deux électricités qui se développent en lui par l’influence de ce corps • 20. puisque ces deux électricités disparaissent quand l’influence du corps étranger cesse, quoiqu’elles ne puissent s’échapper dans le sol , à cause de l’isolement du cylindre , il faut que leurs proportions soient telles , qu’étant ahan-

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données à elles-mêmes , elles puissent se neutraliser mutuellement. 3°. Enfin, il faut que cette neutralisation s’opère sans les détruire , puisqu’elles reparaissent de nouveau tout entières chaque fois que l’on soumet le cylindre à l’influence du corps étranger.

Nous sommes ainsi conduits à reconnaître que les prin- » cipes des deux électricités existent naturellement dans tous les corps conducteurs , dans un état de combinaison qui les neutralise. C’est ce que nous nommerons désormais V état naturel des corps . Nous voyons que le frottement , qui nous semblait un moyen de les faire naître , sert seulement à les dégager de cette combinaison , et à rendre l’une d’elles sensible en absorbant l’autre. Voilà pourquoi , sans doute , nous observions constamment que le corps frottant et le corps frotté manifestaient des électricités contraires. Enfin,, puisque la seule influence d’un corps électrisé présenté à distance , force ces deux électricités à se séparer et à se distribuer de manière que celles de nature différente soient les plus voisines l’une de l’autre , et celles de même nature les plus éloignées , il faut , pour énoncer ce fait , admettre que les principes électriques de nom différent s’ attirent , et de même nom se repoussent , selon des lois que l’expérience nous apprendra peut-être à déterminer.

Alors tous les phénomènes que nous avons décrits plus haut deviennent des conséquences simples , nécessaires , évidentes de cette propriété générale. Un seul d’entre eux, peut-être , semble demander quelque attention pour y être rapporté. C’est cette variation passagère qu’éprouve là' réaction électrique du corps A, pendant qu’on lui présente le cylindre. Mais , puisque l’électricité lijme sur la surface d’un corps agit à distance sur celles des autres corps , et détruit , au moins en partie , leur combinaison , il est évident que celles-ci, une fois devenues libres, doivent à leur tour agi** sur le corps qui les a mises en liberté , et. changer la réaction électrique des points de sa surface , soit en contraignant l’électricité libre qui s’v trouve de se distribuer autrement , soit en ajoutant à cette électricité celle que le corps peut

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fournir par la décomposition de son électricité naturelle ? soit enfin en agissant de ces deux façons à la fois.

Ces observations nous conduisent à une autre conséquence importante : dans nos premières recherches , nous avions remarqué que les corps électrisés attirent ou semblent attirer tous les corps légers qu’on leur présente , sans qu’il soit besoin pour cela de développer en ceux-ci la faculté électrique par le frottement ou la communication. Mais maintenant nous devons concevoir que ce développement s’y opère de lui-même , par la seule influence à distance du corps électrisé sur les électricités combinées des petits corps qu’on lui présente. De sorte que, dans ce cas même , l’attraction soit réelle , soit apparente , que l’on observe , n’a réellement lieu qu’entre des corps électrisés.

Il y a plus : le développement des électricités combinées, dans cette circonstance , est indispensable pour que l’attraction s’opère j car elle est d’autant moins vive qu’il est moins facile^ et, s’il est impossible , elle cesse entièrement. Pour vous en convaincre , prenez deux fils de soie écrue très-fins et d’égale longueur. Suspendez— y deux petites boules de dimensions égales , mais dont l’une soit de gomme-laque pure , et l’autre aussi de gomme-laque , mais dorée sur sa surface , ou revêtue d’une mince feuille d’étain. Alors les deux pendules étant placés l’un à côté de l’autre à une petite distance , approchez-en un tube de verre ou de cire d’Espagne frotté et électrisé : vous verrez que la boule couverte de métal , et sur la surface de laquelle la décomposition des électricités combinées peut facilement se faire , sera bien plus aisément et plus vivement attirée que l’autre. Eelle-ci ne commence à l’être qu’après un certain temps , lorsque la décomposition s’est enfin opérée sur sa surface } et alors son état électrique subsiste même après qu’on en a éloigné le corps électrisé. La première boule , quoique dorée , contracte aussi de cette manière une électricité permanente, parce que la résine qui la compose s’imprègne de celle qui est développée à sa surface } et l’une et l’autre sont favorisées en cela par le contact de l’air , qui , sous l’in-

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fluence du corps électrisé , tend surtout à leur enlever celle de leurs électricités combinées , qui est repoussée par ce corps , tandis qu’il a moins de prise sur celle dont la force répulsive propre est dissimulée par l’attraction. Aussi remarque—t— on en générai que les corps isolés qui ont été quelque temps soumis à l’influence d’un corps électrisé , finissent par avoir un excès d’électricité de nature contraire à la sienne , et dont les effets se manifestent quand on les Soustrait à l’influence de ce corps.

Comme les résultats auxquels nous venons de parvenir , nous seront par la suite d’un usage continuel , il faut les déduire en une sorte de théorème que nous énoncerons de la manière suivante.

Lorsqu’un corps conducteur et isolé B , qui est dans l’état naturel , est mis en présence d’un autre corps A électrisé et isolé , l’électricité distribuée sur la surface de A agit par influence sur les deux électricités combinées de B , en décompose une quantité proportionnelle à l’intensité de son action, et la résout dans ses deux principes constitnans. De ces deux électricités devenues libres , elle repousse celle de même nom qu’elle , et attire celle de nom différent. La première se porte sur la partie de la surface de B , qui est la plus éloignée de A ) la seconde sur celle qui en est la plus voisine. Ces deux électricités , devenues libres , agissent à. leur tour sur l’électricité libre de A, et même sur ses deux électricités combinées , dont une partie se décompose par cette réaction et se sépare , si le corps A est aussi conducteur. Cette nouvelle séparation entraîne une nouvelle décomposition de l’électricité combinée de B , et ainsi de suite jusqu’à ce que les quantités de chaque principe , devenues libres sur les deux corps , soient en équilibre par le balancement de toutes les forces attractives et répulsives qu’elles exercent les unes sur les autres , en vertu de leur nature différente ou semblable.

Nous examinerons plus tard par quelles conditions cet équilibre est déterminé. En ce moment , supposons-le établi ; et pour continuer à observer le développement des.

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phénomènes qui en résultent , reprenons la même disposétion d’appareil qui nous a servi d’abord , et qui est représentée fi g. 14. De plus, afin d’abréger l’énoncé des faits, supposons que l’électricité , primitivement donnée à A , est vitrée. Alors , si le conducteur B est Cylindrique , ce que nous supposons pour que la séparation des électricités combinées y soit plus manifeste , sa partie R , la plus voisine de A , est à l’état résineux , sa partie la plus éloignée Y est à l’état vitré.

Les choses étant ainsi , on touche cette partie Y avec un troisième conducteur G , pareillement isolé , et dans l’état naturel , on le retire et on le trouve chargé d’électricité vitrée. En même temps , les fils de lin placés en Y sur le conducteur A se rapprochent, et la divergence de ceux qui sont placés en R augmente. Mais si, après ce contact, l’on retire B de la présence de A , ou qu’on touche A pour lui ôter son électricité, on trouve B uniquement chargé d’électricité résineuse^

Ceci est une conséquence fort simple de l’action à distance. Avant le contact , l’électricité vitrée de B , refoulée en Y, repoussait l’électricité vitrée de A , et attirait l’électricité résineuse développée en R ; elle affaiblissait donc ainsi Faction de A sur R. Par le contact du troisième conducteur, on enlève une portion de cette électricité Y ) alors Faction de A sur R devient plus forte , parce qu’elle est moins contre-balancée. En vertu de son accroissement d’énergie, il se fait dans le conducteur B une nouvelle décomposition d’électricité combinée , dont la partie vitrée se porte de nouveau en Y, et la résineuse en R. Alors la quantité totale accumulée en Pv se trouve nécessairement plus considérable que l’autre , puisque cette dernière seule a été affaiblie par le contact de C. Aussi , lorsque vous soustrayez B à l’influence de A , cette électricité vitrée Y redevenue libre, ne suffit plus pour neutraliser complètement R , et l’on trouve le conducteur B chargé d’un excès d’électricité résineuse. Cette même inégalité fait que , sous l’influence de A, la divergence des fils doit être plus faible en Y qu’en R , conformément à l’observation.

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Voulez-vous porter cette différence à l’extrême ? Au lieu de toucher le conducteur B avec un corps isole', qui ne prend jamais qu’une portion de l’électricité V, touchez-le avec un corps non-isolé , et faites-le ainsi communiquer un instant avec le sol. Alors toute l’électricité refoulée en Y s’échappera. Les fils suspendus en ce point se rapprocheront tout-à-fait , et n’en donneront plus le moindre signe * mais les fils placés en R divergeront encore plus que dans le cas précédent , et vous ne diminuerez point leur divergence , en touchant de nouveau l’extrémité Y. Mais, si vous soustrayez le conducteur B à l’influence de À , cette divergence deviendra beaucoup plus forte.

Ceci est encore très-facile à comprendre : lorsque vous mettez Y en communication avec le sol , toute l’électricité vitrée accumulée à cette extrémité se partage avec la masse immense de la terre , et sa réaction électrique devient insensible '7 ou , si l’on veut, elle décompose l’électricité combinée de la terre , attire l’électricité résineuse avec laquelle elle se neutralise , et repousse la vitrée qui se distribue sur toute la surface du globe terrestre. De quelque manière que l’on conçoive la chose , il n’y a plus du tout d’électricité vitrée libre en Y. Alors l’électricité vitrée de A, dégagée de cette résistance, exerce une plus forte attraction sur R. Cela nécessite une nouvelle décomposition de l’électricité combinée de B , dont la partie vitrée se dissipe de même dans le sol , tandis que la résineuse s’accumule en R 'y et ainsi de suite jusqu’à ce que l’attraction de A pour R soit complètement satisfaite. Mais ces décompositions , que dans notre raisonnement nous avons supposées successives pour bien en comprendre le mécanisme , s’opèrent instantanément dans les corps métalliques dont la conductibilité peut être regardée comme parfaite • et voilà pourquoi un seul contact suffit pour l’établir complètement. D’après ce qui vient d’être dit , on conçoit pourquoi B , soustrait à l’influence de A, manifeste un excès d’électricité résineuse , et pourquoi cet excès est plus fort encore que dans le cas précédent.