PRINCIPES ÉLÉMENT AIRES
de ce pouvoir, et on en a tiré un caractère qui suffit, à défaut de tout autre, pour distinguer les substances qui en sont douées h un certain degré. C’est ainsi que Fun des produits extraits de l’amidon, la dextrine , est principalement caractérisé par la propriété de dévier fortement à droite du plan de polarisation.
§ 7. De Félectricité. Lorsqu’on frotte un bâton de cire d’Espagne ou une tige de verre avec un morceau de drap , et qu’on l’approche de quelques corps légers , tels que des fragments de paille , de papier ou de plume , ceux-ci se précipitent sur le corps frotté et y adhèrent quelque temps. Si Ton opère dans l’obscurité, ce corps paraît légèrement lumineux , et si on en approche îe doigt, on en obtient de petites étincelles. Ce fait , d’abord observé sur des morceaux de succin ou ambre jaune, qui , en grec , porte le nom à' électron v est îe type de tous ceux que l’on désigne en général sous le nom de phénomènes électriques.
Le verre et la résine ne sont pas les seuls corps qui donnent lieu à ces phénomènes , car tous les corps de la nature s’y prêtent d’une manière plus ou moins prononcée. Le frottement n'est pas non plus le seul moyen capable de développer la propriété électrique: la compression, la chaleur,, et même parfois îe simple contact, suffisent pour que cette propriété se manifeste. Enfui , il existe des animaux pourvus d'appareils propres â le dégager instantanément, et chez lesquels ce moyen est une arme dont ils se servent pour repousser leurs ennemis.
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Le phénomène de V attraction électrique n est pas non plus général, et l’on remarque souvent, au contraire, entre deux corps électrisés, une tendance opposée : la répulsion. Toutes les fois, par exemple, que deux corps de nature vitreuse sont électrisés et placés dans la sphère d’activité l’un de l’autre, ils se repoussent mutuellement. Il en est de même à l’égard de deux corps de nature résineuse; mais si l’un d’eux est vitreux et l’autre résineux, ils s’attirent réciproquement. On en conclut que les électricités de semblable nature se repoussent, et que celles de nature opposée s’attirent. Or, comme cette propriété se représente dans un grand nombre de ccrps dont l’analogie avec le verre ou la résine n’est pas sensible, on a jugé convenable de donner à ces deux sortes d’électricité, des noms qui indiquent simplement leur opposition ; on appelle l’une positive , et l’autre négative.
Tous les phénomènes électriques se passent comme si , dans tous les corps, il existait une certaine quantité d’un fluide unique, composé de deux autres, et qui dans l’état naturel ne manifeste point sa présence ; mais qui , aussitôt qu’il s’y trouve sollicité par une circonstance quelconque, surtout par le voisinage d’un autre corps électrisé , se décompose en deux Suides , l’un positif et l’autre négatif. Celui de ces fluides , opposé par sa nature au fluide qui anime le corps voisin, sc porte de son côté,, et le fluide analogue s’en édoigne au contraire. Que si nulle circonstance ne met obstacle a ce que les fluides opposés qui se trouvent en présence , d’un corps à l’autre, se réunissent,
l’échange a lien aussitôt, et le plus souvent avec dégage ment de chaleur et de lumière. Il en résulte du fluide naturel dont les propriétés sont neutres , et le fluide resté libre anime seul le corps dans lequel la décomposition vient d’ayoir lieu.
Tous les corps ne sont pas doués, à l’égard de l’électricité, d une égale faculté conductrice. Les uns, comme les métaux, la plupart des liquides , les substances végétales et animales à l’état froid , la vapeur d’eau, etc., s’en laissent pénétrer et le transmettent très-rapidement. On les nomme bons conducteurs, ou simplement conducteurs. Les autres , tels que la résine , le verre , les corps gras, la soie, les gaz secs, le retiennent plus ou moins long-temps. Aussi se sert-on de ces derniers , soit pour accumuler en eux une certaine quantité de fluide , soit pour le concentrer dans les corps conducteurs, en les isolant , c’est-à-dire, en interposant un corps non conducteur entre eux et le sol, que l’on nomme aussi le réservoir commun .
De la tendance qu’a le fluide électrique à s’échapper des corps conducteurs , il résulte que lorsqu’on les électrise , le fluide qu’on leur communique se répand et s’accumule à leur surface , où il est retenu par l’air qui les environne, dn moins jusqu’à ce que sa tension élastique l’emporte sur la résistance de cet obstacle. Si le corps électrisé est une sphère, les fluides opposés occuperont chacun une moitié de celte sphère, et y formeront dans tous les points une couche à peu près égale. Mais, si au
lieu d’une sphère il s’agit d’un ellipsoïde, au moment de leur décomposition les fluides opposés s’accumule ront aux extrémités du grand axe, et d’autant plus que l’ellipsoïde sera plus allongé. L’électricité , ainsi accumulée sur une petite surface , acquerra bientôt assez de tension pour vaincre la résistance de l’air et se répandre dans l’espace. C’est ainsi que s’explique la puissance des pointes , soit pour soutirer, soit pour transmettre le fluide électrique.
On a imaginé un grand nombre d’instruments destinés
à produire l’électricité , à rendre ses effets' sensibles , et a mesurer l’intensité de sa force. Nous en décrirons quel ques-uns qui sont d’un usage habituel dans les laboratoires. L’un des plus importants est la Machine électrique, 11 se compose d’un plateau de verre d’une dimension variable, disposé de manière à tourner sur lui-même dans le sens vertical, à l’aide d’une manivelle fixée au centre et qui lui sert d’axe. Le plateau tourne entre quatre coussius de soie garnis de crin , dont le frottement détermine
b la surface du verre un grand dégagement de fluide électrique. Le fluide, à mesure qu’il se dégage, est transmis à des pointes de fer placées horizontalement à une petite distance du plateau , et de là se répand sur la surface dedeux cylindres de cuivre terminés par des boules et qu’on nomme les conducteurs. Ces cylindres sont portés sur des colonnes de verre qui ont pour but de les isoler , en sorte que le fluide s’y accumule en quantité considérable. Si l’on approche de l’un d’eux le doigt ou un corps cor-
docteur quelconque , la présence du fluide s’annonce aussitôt par une étincelle ,, accompagnée d’un bruit plus
ou moins fort et d’une certaine quantité de chaleur.
L’ Elcctroscope a pour objet de faire reconnaître les moindres quantités de fluide électrique en émission. L’instrument se compose de deux lames d’or battu, suspendues parallèlement è des anneaux métalliques qui se rattachent à une tige commune. Lorsqu’on communique l’électricité à la tige, les deux lames animées d’un fluide de même nature s’écartent aussitôt l’une de l’autre , et d’autant plus que la proportion du fluide qu elles reçoivent est plus grande.
Mais s’il s’agit de déterminer l’intensité de la force
électrique développée, î’éîectroscope ne saurait suffire, et
dès lors on a recours h Y Electromètre , ou Balance électrique de Coulomb, instrument fondé sur ce qu’on appelle la force de torsion d’un fil métallique, et fondé sur ce principe que « la tension électrique agit en raison inverse du carré de la distance. »
Le Condensateur n’est autre chose qu’un plateau métallique surmonté d’une tige et d’un crochet. On le tient suspendu et isolé à l’aide d’un tube de verre, et après l’avoir fait toucher au conducteur d’une machine électrique, on tient au-dessous de lui un second plateau communiquant avec le réservoir commun. On éloigne alors le premier plateau du conducteur, puis on l’y fait toucher une seconde, une troisième fois, toujours sous la même influence, et à chaque opération le condensateur se trouve
chargé d’une nouvelle quantité de fluide. Mais comme arrivé à un certain point de condensation il pourrait sc porter de l’un des plateaux sur l’autre , on peut, tout en diminuant la distance qui les sépare, placer entre eux une lame de verre ou une couche de résine qui s’oppose à la réunion des deux fluides.
C’est sur le même principe qu’est fondé l’appareil connu sous le nom de Bouteille de Leyde . Il se compose d’un flacon de verre recouvert extérieurement, jusqu’à une certaine hauteur, d’une feuille d’étain , et rempli à l’intérieur par des feuilles minces d’or ou de cuivre. Le bouchon du bocal est traversé par une tige métallique qui plonge, d’une part, dans la garniture intérieure , et dont l’extrémité supérieure est recourbée et terminée par une boule. On charge l’appareil en tenant la bouteille à la main, par la garniture extérieure, et en présentant le bouton delà tige au conducteur d’une machine électrique. On retire alors la bouteille, et si, au moyen d’une tige métallique recourbée, on établit une communication entre le bouton et la garniture extérieure , il se produit une vive étincelle accompagnée d’une forte explosion; ou si, en tenant la bouteille d’une main, on approche du bouton un doigt de l’autre main , on se sent aussitôt frappé d’une violente commotion.
Lorsqu’on réunit plusieurs appareils de la même nature, pour donner lieu à ce qu’on nomme des Batteries électriques , on obtient des effets d’une grande énergie, et l’on peut , jusqu’à certain point, imiter ceux de la foudre,
cd brûlant les métaux et en tuant des animaux, même à
une grande distance.
Enfin, V E lectrophore est une véritable machine électrique dont l’emploi est très-commode , et qui retient plus ou moins l’électricité. Il consiste en un gâteau de résine qu’on électrise en le frappant vivement avec une peau de chat. Sur ce gâteau on pose un plateau de cuivre surmonté d’une tige de verre qui sert h l’isoler. Le fluide résineux développé par le frottement , décompose le fluide naturel du plateau métallique, il en attire le fluide vitreux ou positif, cl repousse le fluide résineux ou négatif à la surface supérieure. Si alors on touche cette surface avec le doigt, on en enlève le fluide négatif, et , en soulevant le plateau par la tige de verre , on peut en tirer une étincelle du fluide positif dont il restait chargé.
Galvanisme. Si Ton établit, au moyen d’un conducteur formé de deux métaux différents , une communication
entre deux points choisis dans les organes nerveux ou musculaires d’un animal , on remarque aussitôt dans celui-ci des mouvements convulsifs et de violentes contractions. Ce phénomène, fourni par le hasard à l’observation de Galvani, fut d’abord attribué à une électricité particulière à laquelle on donna le nom de fluide galvanique. Mais bientôt Volta ramena le phénomène â une théorie plus simple, et démontra l’identité complète du galvanisme et de l’électricité ordinaire. Il établit en principe,
) °que lorsque deux métaux différents sont mis en contact, sis se constituent dans des étals électriques opposés; 2° que
si l’on place alors, entre les deux extrémités libres d’un arc métallique composé de deux métaux, un corps conducteur destiné à établir la communication, ce corps est vivement excité par Faction du fluide qui le traverse. De là , les convulsions de la grenouille de G al van i et tous les phénomènes analogues qui ont lieu dans les mêmes con ditions.
Yolta ne se borna point à donner cette explication des phénomènes galvaniques. Il imagina un appareil composé de plusieurs disques de métaux différents* de zinc et de cuivre , par exemple , réunis par paire , base à base* et il plaça entre chaque paire un autre disque de drap mouillé. Chaque paire de disques forme ce qu’on appelle un des éléments de l’appareil, qui porte le nom de PileV oltaïcjiie.
Lorsqu’on place la pile sur un isoloir, l’appareil ne pouvant puiser le fluide qu’en lui-même , on observe que la plaque centrale ne manifeste aucune tension électrique , mais que les fluides opposés, refoulés de proche en proche à droite et à gauche de l’élément central* acquièrent d’au¬
tant plus d’intensité , à mesure que l’on s’approche des extrémités de la pile. L’une de ces extrémités manifeste
l’électricité positive, et l’autre l’électricité négative. Si l’appareil n’est pas isolé, il empruntera le fluide au réservoir commun; la tension électrique augmentera dans chaque élément à mesure qu’elle s’éloignera davantage du sol. L’électricité produite sera positive, si c’est le cuivre qui se
trouve en communication avec le réservoir commun; si c’est le zinc, le fluide sera négatif.
L’instrument primitivement imaginé par Voila a subi plusieurs modifications. On a remarqué qu’un liquide acidulé donnait plus d’activité aux éléments de la pile, et on a d’abord renversé l’appareil dans une auge remplie d’eau aiguisée par l’acide nitrique. Puis, Wollaston a imaginé une disposition plus commode et généralement adoptée aujourd’hui. Les éléments de la pile sont suspendus verticalement aune tige horizontale, et plongent isolément dans autant de vases de verre remplis d’eau acidulée. Cet appareil a Favantage de pouvoir être mis en action et arrêté à volonté; il ne s’agit pour cela que de plonger les éléments dans le liquide, ou de les en retirer selon le besoin.
Nous ne pouvons entrer ici dans les détails à l’aide desquels on rend compte du jeu de la pile voltaïque et de la distribution des fluides entre les éléments dont elle est formée. Qu’il nous suffise de dire que les effets de cet instrument ne se bornent pas à présenter avec ceux de la machine électrique la plus parfaite identité, mais qu’ils leur sont supérieurs en cela que la pile agit d’une manière continue, par une suite de décharges successives, attendu que d’elle-même elle répare à chaque instant ses perles. L’énergie graduelle qu’acquièrent les éléments de la pile, à mesure qu’on les plonge dans une eau de plus en plus acidulée, prouve aussi qu’il y a là une action chimique. Aussi voit-on le zinc se dissoudre rapidement, et l’eau elle -même se décomposer. Cette dernière observation a été le point de départ des belles expériences au moyen desquelles les chi
mistes sont parvenus à décomposer , sous Finiluence de la pile, non-seulement Fcau, mais les cxides, les acides, les alcalis, et une foule d'autres corps que jusqu'alors on avait considérés comme simples ou élémentaires. Aussi l’étude des phénomènes de la pile voltaïque est- elle devenue l’un des points les plus importants de la physique, en ce qu'ils forment une sorte de lien entre cette science et la chimie, et qu’ils ont ouvert à celle-ci un champ immense de recherches nouvelles et de brillantes découvertes.
Magnétisme. Tout le monde connaît l’aimant ( magnes ) , sorte de minerai de fer doué de îa propriété d’attirer h distance le fer, l'acier et deux autres métaux : le nickel et le cobalt. On sait aussi qu’une aiguille aimantée suspendue librement sur un pivot vertical, dirige constamment l’une de ses pointes vers le nord, propriété sur laquelle est fondée la Boussole . Enfin, on sait encore qu’un barreau magnétique peut communiquer ses propriétés à d’autres barreaux, sans rien perdre de sa propre énergie , en sorte qu’on peut multiplier indéfiniment le nombre des barreaux aimantés, et même augmenter, h l’aide de certains procédés, la force magnétique de chacun d’eux. Mais ce qui résulte de découvertes plus récentes, c’est que Fou peut faire naître à volonté la puissance magnétique sans communication directe avec un aimant, et produire des effets semblables à ceux du magnétisme, eu employant uniquement des appareils propres h développer le fluide électrique.
Par exemple , si l’on réunit les deux extrémités ou pôles
dune pile voltaïque au moyen d’un fil conducteur, il s’établit aussitôt dans tout l’appareil une circulation de
fluide, h laquelle on donne le nom de courant électrique.
Celte circulation est double et continuelle d’un pôle h l’autre, parce que la source en est permanente. L’un des courants se porte du pôle positif au pôle négatif, et l’autre en sens contraire, du pôle négatif au pôle positif. On doit à M. OErslcd la première remarque que les courants élec triques agissent d’une manière puissante sur les aiguilles aimantées. D’autres physiciens reconnurent bientôt qu’ils se comportent tout-à-fait comme des aimants ordinaires, c’est-à dire, que les courants établis dans le môme sens se repoussent, et qu’ils s’attirent dans le sens contraire. On remarqua que le fil conducteur des courants agissait comme un aimant h l’égard des métaux magnétiques. Enfin, on réussit à aimanter des barreaux d’acier au moyen des courants, comme on l’avait fait à l’aide des décharges électriques, et l’on prouva ainsi jusqiuà l’évidence, l’identité du magnétisme, du galvanisme et de l’électricité.
Des faits et des considérations qui précèdent, on peut tirer cette conclusion : que les corps magnétiques, et même le globe tout entier, représentenrdes appareils dans lesquels circulent constamment des courants“divers cle fluide électrique. Selon la distribution plus ou moins irrégulière des corps magnétiques dans f intérieur ou à la surface de la terre, les phénomènes qui en sont la conséquence se montrent irréguliers ou constants. (Test ainsi que la direction de f aiguille aimantée vers le nord est sujette h des
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modifications continuelles qui varient selon les points du globe où sa marche est observée : c’est ce qu’on nomme sa déclinaison. L 'inclinaison de l’aiguille aimantée, c’està-dire , rabaissement de fun de ses pôles au-dessous du niveau horizontal, et l’intensité de la force . magnétique , que l’on mesure par le nombre d’oscillations que fait une aiguille écartée de sa direction , avant de revenir h une position fixe : toutes ces irrégularités peuvent être rapportées à la même cause et s’expliquer par la même théorie.
Bornons ici ces notions élémentaires, quel que soit leur intérêt. Quelques-uns des points déjà étudiés reparaîtront sous un nouvel aspect dans le chapitre suivant ; mais, je le répète, il ne faut voir dans ces données que le point de départ des explications plus étendues que l’on doit rechercher dans les ouvrages spéciaux, ou que, plus tard, l’ensei-
gnement des écoles développera dans tous leurs détails.
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