LA PHYSIQUE OU ÉTUDE DE LA NATURE

Définition .

La physique ou l'étude de la nature est cette partie des sciences naturelles qui enseigne les qualités , forces et effets généraux des êtres de la nature.

Développement.

Le domaine de la physique est très-grand et très-étendu ; il y a tant de phénomènes dans la nature dont nous nous étonnerions , s'ils nous étaient moins familiers : nous frappons un briquet contre une pierre et du feu en jaillit ; les étincelles tombant sur des matières inflammables , nous voyons , en conséquence , les flammes s'éle-

ver, les maisons brûler et les métaux se liqiiéfior comme de l'eau. Les idées de lumière , obscurité et couleurs manquent à l'aveugle-né , celles du son au sourd-muet. Quelles sensations et perceptions devraient naître en eux la première fois , s'ils pouvaient connaître ces choses ! L'habitant terrestre, sous l'équateur, qui n'a pas encore vu de glaces et n'en a jamais entendu parler , trouverait incroyable que de l'eau puisse , en peu de temps , se transformer en masse solide ; et quiconque est témoin , pour la première fois , des effets de l'aimant et de l'électricité doit les considérer comme surnaturels et sans y trouver l'explication dans son intelligence.

Les phénomènes du feu , de la lumière et du son , des effets de la chaleur et du froid , du magnétisme et de l'électricité , et de beaucoup d'autres forces encore, sont tellement remarquables , qu ils exciteraient au plus haut point notre étonnement, s'ils nous étaient moins connus.

Mais nous réduisons ces phénomènes à une observation plus particulière , lorsque nous commençons à examiner comment tout cela s'opère , notre curiosité est éveillée de plus en plus , et c'est alors la physique qui se charge de nous répondre.

Et cependant il n entre pas , dans ce pr,écis élémentaire, de donner des instructions sur la physique ; mais seulement, pour appeler l'attention sur cette science intéressante, quelques indications sur les propriétés les plus générales des corps naturels

et sur les pliénomènes auxquels ils prêtent peuvent

trouver place ici.

Définition d'un corps.

Ce qui , dans la nature , occupe une certaine étendue , et ce qui s'y présente comme individuellement fini et perceptible aux sens , est un corps.

Etendue it impéne'trabilité des corps.

Tout corps a de l'étendue et doit en avoir en longueur, largeur et épaisseur, par conséquent aussi présenter une certaine forme ou figure.

Dans l'espace qu'un corps occupe complètement, un autre corps ne peut être en même temps , l'un exclut l'autre, et cette propriété s'appelle impénétrabilité.

Porosité des corps.

Les corps ont une limitation interne et externe , savoir en tant qu'un corps ne comble pas enlièrement dans l'intérieur l'espace qu'il occupe extérieurement, mais contient des intervalles.

Cette propriété des corps s'appelle porosité.

Si on plonge un morceau de sucre dans l'eau , Teau pénètre dans l'intérieur du sucre. Or, le sucre étant un corps, il semblerait que l'assertion de l'impénétrabilité doit être fausse; mais il s'ensuit simplement que les corps renferment des lacunes ou sont poreux.

Divisibilité des corps.

Les corps sont divisibles ou se laissent diviser en parties encore plus petites qu'ils ne le sont euxmêmes. Si cependant la divisibilité des corps a une limite, il est impossible de la déterminer; mais il est vraisemblable qu'il doit y avoir un terme, ne pouvant concevoir que la divisibilité puisse aller jusqu'à l'infini.

Inertie et mobilité des corps.

Tout corps en repos reste immobile aussi longtemps qu'il n'est pas mis en mouvement par une force étrangère. On appelle cette propriété inertie ou encore stabilité, et on désigne par là la persistance dans l'état de repos ou de mouvement, suivant qu'un corps inanimé a été placé dans l'une ou l'autre condition.

De même que chaque corps qui se trouve en repos resterait ainsi éternellement s'il n'était poussé par une force quelconque , de même un corps mis en mouvement y resterait toujours, si aucun obstacle ne venait l'arrêter. Si un char lancé avec vitesse se trouve arrêté tout à coup , nous sentons qu'une impulsion nous est communiquée , c'est-à-dire celle de persister dans le mouvement commencé.

Culit'sion et adhérence.

Si on saisit quelque part un verre de vin et si on Tavance, toutes les parties du verre suivent le mouvement; mais, si ou touche le vin, pour en retirer quelques gouttes avec les doigts , il n'en reste attaché aux doigts qu'une petite partie, le reste demeure dans le verre. Nous observons donc dans le verre une force qui retient ensemble ses parties , et cette force s'appelle force de cohésion.

Mais , comme quelques molécules du vin restent adhérentes aux doigts, là même où les doigts ne les soutiennent plus , il faut donc reconnaître ici l'action d'une force qui détermine l'adhérence du liquide aux doigts; cette force s'appelle force d'adhérence.

Attraction ou force attracti\t

Si l'on observe un verre de vin, de bière ou de tout autre liquide , qui ne serait pas rempli jusqu'aux bords, on remarque que la surface du liquide n'est pas parfaitement plane, mais qu'elle se renfle aux bords du verre plus qu'au milieu. Ce phénomène est produit par 1' attraction ou la force d'attraction.

Pesanteur ( gravitation).

Tous les objets matériels ont une propriété qu'on

appelle pesanteur. On entend par là la tendance des corps à se porter vers le centre de la terre; par conséquent, chaque corps, en vertu de la pesanteur, presse sur sa base, et, si on le suspend à un fil, le fil se tend et marque par sa tension la direction de la pesanteur^ et cette direction, que prend le fil, est appelée perpendiculaire.

Si deux fils terminés par deux poids sont suspendus l'un à côté de l'autre , ils paraissent suivre une direction parallèle; mais^, si on suspendait par toute la terre de pareils fils portant des poids, ces fils se présenteraient comme les rayons d'une sphère, et dès lors il résulte que, rigoureusement, de pareils fils ne peuvent marquer des lignes parallèles.

La direction de la pesanteur en général porte au centre de la terre; mais dans le voisinage de hautes montagnes elle dévie de cette direction et s'incline vers les montagnes.

Newton a le premier démontré que le principe de la pesanteur est fondé dans la tendance qu'ont toutes les masses de corps de se rapprocher.

Celte tendance est en raison directe du rapport des masses , et là-dessus se fondent tous les phénomènes de la pesanteur, ainsi que les lois du mouvement des corps célestes.

Pour la pesanteur s'établissent les deux lois suivantes :

1° La pesanteur d'un corps est à la pesanteur d'un autre corps dans la même proportion que les masses ;

2" La force d'attraction enlie deux corps diminue ou aup-menteen raison inverse du carré des distances de l'un et l'autre de ces corps.

Tous les corps s'attirent noutuellement ; la terre gravite vers la lune, et celle-ci vers la terre, mais toutes les deux vers le soleil, et là ne s'arrête pas la gravitation, mais tous les corps célestes gravitent réciproquement l'un vers l'autre, et cela a conduit, en astronomie, aux théories les plus ingénieuses et à la solution satisfaisante des problèmes les plus compliqués.

Il y a des corps qui sont imponderabilia, par exemple, la lumière, la chaleur, etc., et il y en a aussi qui ne paraissent pas doués de pesanteur, parce que leur poids spécifique est plus petit que le poids spécifique de Tair qui les entoure, ce qui fait que leur tendance vers la terre est supprimée, et que leur mouvement devient un mouvement contraire. Le ballon aérostatique s'élève dans l'air, d'après les mêmes lois qui font qu'un morceau de liège submergé remonte à la surface de l'eau.

Lourd et léger , en appliquant ces mots aux poids des corps , sont des idées relatives qui se rapportent au poids spécifique de ces mêmes corps. Or par poids SPÉCIFIQUE on désigne le rapport de la pesanteur au volume du corps; pour le déterminer, on adopte ordinairement comme unité le poids de Teau : maintenant , par exemple , 282 millimètres cubes d'un corps quelconque pèsent exactement le double de 282 mill. cub. d eau; son poids spécifique est 2. Le

POIDS ABSOLU , au Contraire , est la pesanteur d'un corps sans égard à son volume.

Solidité et liquidité.

Les objets se présentent à nous , soit sous la forme solide (starrer), soit sous la forme liquide (wœssriger)^ soit dans la forme de gaz ou fluide électrique.

On appelle solide tout corps dont les parties tiennent si fortement ensemble qu'elles ne sauraient être séparées sans eflbrts. Le bois, les pierres et les mélaux sont des corps solides.

On appelle liquidité cette espèce de consistance des corps dans laquelle les parties attenantes du corps peuvent être séparées par Teffet d'une action très-faible , par exemple , par le simple effet de la pesanteur naturelle du corps. Si la séparation s'opère en petites particules et dans un espace libre , il en résulte des gouttes. L'eau à la température ordinaire est liquide.

Enfin on appelle fluide élastique , aériforme , les substances qui ont une tendance perpétuelle à s'épandre , et dont les parties ne sont contenues que par une compression extérieure , par exemple par l'attraction de la terre. Ainsi sont l'air atmosphérique et toutes les espèces de gaz.

Une seule et même substance peut se présenter sous les trois formes. L'eau , par exemple, comme telle , est liquide ; mais , à un certain degré de

froid , elle acquiert la solidité comme glace , et , à un certain degré de chaleur , elle se transforme en vapeur à l'état liquide et à la forme gazeuse.

Force centrifuge.

Si on attache ini corps à un fil , |)ar exemple , une clef, et si on la fait tourner rapidement en cercle , de telle façon que la clef attachée à l'un des bouts du fil ait à décrire un mouvement circulaire , la pesanteur est surmontée par une autre force , et la clef , poussée par celle-ci , n'est seulement pas portée vers le bas , comme le demande la pesanteur , mais encore vers le haut. Nous appelons la force qui produit ce phénomène force centrifuge ou force d'élan.

Si , pendant le mouvement circulaire , on laisse échapper tout à coup le fil auquel est suspendue la clef, celle-ci prend un essor qui n'est ni perpendiculaire ni circulaire , mais décrit un angle droit avec la ligne que marque le fil , au moment où on le laisse échapper. La force centrifuge n'est donc proprement pas autre chose que la manifestation dti dérangement de la force de stabilité mentionnée §33.

Élasticité, force de vitesse , force d'élasticité.

Il y a des corps qui , lorsqu'on les courbe , comprime ou tire , prennent une autre forme , mais re-

viennent aussitôt d'eux-mêmes à leur état originaire, dés que cesse l'action de la force qui agit sur eux.

L'élasticité est propre aux corps solides et liquides, et nous ne connaissons pas de corps qui soit absolument privé de cette propriété ; cependant elle est souvent si faible qu'elle est imperceptible , lorsqu'on courbe, comprime on tire les corps , et ceuxci sont alors appelés corps sans élasticité , comme, par exemple , la cire.

Kcii , luniièie, tioid , obscurité.

Tout le monde sait ce que l'on entend par feu et lumière ; mais personne n'a pu encore trouver, d'une manière satisfaisante, en quoi consistent l'un et l'autre. Les anciens appelaient le feu un élément, et ils admettaient quatre éléments , savoir : la terre, l'eau , le feu et l'air. Plus tard , on trouva que ces prétendus quatre éléments sont des substances composées , et on compte maintenant une cinquantaine de substances élémentaires. Mais Oken rétablit les quatre éléments ci-dessus mentionnés , en y attachant toutefois une autre idée , et quelques naturalistes admettent également quatre éléments , mais remplacent le feu par la lumière.

On considérait autrefois l'un et l'autre comme des substances matérielles , et on appelait le prétendu principe de la chaleur ou du feu calorique (phlo- GiSTON, phlogistique) , et la cause de la lumière , PRINCIPE LUMINEUX ; mois , de nos jours, le principe

de la lumière est considéré par quelques savants comme directement opposé à la matière.

La lumière et le feu ont une part extrêmement considérable dans la vie de toute la nature , et rien ne peut faire une plus grande impression sur l'homme de nature que le feu : par conséquent aussi beaucoup de peuples l'ont considéré, dans les premiers temps , comme le symbole de la Divinité et adoré comme tel.

Les gradations de .la chaleur et du froid varient à l'infini , et l'idée de ce que l'on appelle chaleur, grande chaleur et froid, ont une signification excessivement vague; mais on a des instruments pour la mesure et la détermination de la chaleur et du froid, et on nomme ces instruments thermomètres ou pyromètres , suivant qu'ils sont destinés à marquer de faibles ou forts degrés de chaleur. Le froid, par luimême, n'est rien de positif, il n'est qu'une absence de chaleur.

Nous ne connaissons pas le plus haut degré de chaleur et de froid possible dans la nature ; on peut supposer des climats tellement chauds qu'aucun métal ne pourrait s'y solidifier, et aussi des climats tellement froids que le mercure ne s'y liquéfierait jamais , mais où hommes et animaux ne sauraient vivre.

La chaleur et la lumière sont le principe de la vie, mais aussi celui de la destruction. Sans chaleur nous ne concevons pas de vie possible; mais, au plus haut degré de chaleur, ce qui nous est connu se détruit.

Dépourvus absolument de lumière , nous ne pouvons vivre , nous ne le pouvons non plus avec la lumière à son plus haut degré d'intensité. Déjà la simple lumière du soleil peut nous rendre aveugles, mais cet effet est bien plus violent encore au foyer en verre d'un miroir convexe.

De plus, de même que le froid par lui-même n'est autre chose que l'absence de la chaleur, de même aussi l'obscurité n'est autre chose que le défaut de lumière.

Son , accent.

Lorsqu'on dit : « Le son est un mouvement ondulatoire qui agit sur nos organes auditifs, » on croit avoir expliqué la chose; mais, si nous sommes de bonne foi , nous devons avouer que ces mots n'étaient que des articulations , qui ont bien agi sur nos oreilles, mais qu'ils n'ont pu donner à notre intelligence les éclaircissements satisfaisants.

En même temps beaucoup d'hommes parlent ; différents instruments résonnent ; les vents gronden t ; des coups de fusil se font entendre, etc.; et nous recevons et distinguons tous les sons et vibrations accentués, sans que le mouvement ondulatoire produit par l'un de ces corps sonores puisse neutraliser les autres, ce qui devrait arriver, s'il n'y avait ici en jeu qu'un simple frémissement ondulé de l'air.

Si, de plus, nous portons notre attention sur les

découvertes remarquables de Chladni, qui les a faites en produisant des sons par le frottement d'une plaque de verre couverte de sable, nous devons nous étonner des effets , sans approcher davantage par le développement de ce système de la cause véritable qui les produit, et pas plus que nous sommes arrivés à connaître précédemment le principe réel de la lumière

et du feu.

Observation finale.

Nous serions emporté beaucoup trop loin et tout à fait au delà du but cl dqs bornes de ce précis élémentaire, si nous devions mentionner tous les objets de la physique. Que l'on songe seulement au vaste domaine de l'électricité, du galvanisme et magnétisme, et que l'on considère combien il faudrait de développements pour donner, sur ces forces mémorables de la nature, seulement une notice quelque peu convenable. La base de notre traité relativement aux sciences fondamentales ne va pas plus loin qu'à présenter des idées justes. De plus amples explications n'entrent pas dans nos vues.

les ocvnagks sl'ivants sokt a «;0\sc1.ter et a recommandbr. pol'k l'ktude de la physique :

1° GcHLEu. — Dictionnaire de physique, noiivellenicnt relomlu , [)ar Brandt , Gmelin , Horner, Miinke et Pfaff. Leipzig, depuis 1826. 1-7 V. 147 fr.

■j." ScHMiDT. — Manuel et traite des sciences physiques. Giese, 1816. Il fr. Soc.

3" ScHOLz. — Eléments de ph, .=ique. 4* e'd. Vienne, i832. 12 fr.

4° Fischer. — Traité de physique mécanique. :)•= éd. , 2 t. Berlin et Leipzig, 1827 1 1 fr. hn c.

âo MuNHE. — Manuel des sciences physiques. 2 t. Heidelberg, i83o. 24 fr.

G° Beldast. — Traite de physique. Leipzig, i83o.

7° Vbakdt. — Cours de physique. 3 t. Liipzig, i83o-i832. 82 fr. 76 c.

8° Bacmg^rtner. — Les sciences physiques dans leur état actuel, par rapport à leurs bases mathématiques. Vienne ,8. 4' éd. , 1882. 12 fr. 4o c.

DEUXIEME SECTION