CHAPITRE PREMIER

Phénomènes électrostatiques.

Contrairement à la manière dont les phénomènes électriques ont été présentés jusqu'à présent, nous introduirons en tète de ces développements une hypothèse fondamentale que le lecteur pourra considérer comme fictive ou comme réelle, suivant les sentiments qui le guident, hypothèse qui nous servira de fil conducteur, ainsi que cela se fait pour d'autres chapitres de la physique.

§ 1. — Hypothèses.

Il résulte de l'ensemble des connaissances que nous possédons actuellement sur la nature de l'électricité qu'une hypothèse

capable de rendre compte du mécanisme de ce phénomène doit, à la fois, posséder en elle : 1° la notion d'orientation; 2° la notion de pressions et de dépressions d'élher (Franklin, Lodge, etc.) ; 5° elle doit tenir compte du caractère tourbillonnaire que présentent un grand nombre de ces manifestations (Zenger).

Nous admettrons que l'élément matériel auquel nous donnerons le nom d't'on (il ne s'agit évidemment pas du dernier élément métaphysique) se compose, dans sa conception la plus simple : 1° d'un élément substantiel recti ligne ab (fig. 1), auquel nous donnerons le nom de bâtonnet; 2° de deux tourbillons circulaires, plans a, (3, d'élher condensé dont les centres correspondent avec chacune des extrémités a, b du bâtonnet. Nous désignerons ces tourbillons sous le nom d'électrons.

Si ce système vient 5 être soumis extérieurement à une pression d'éther p, les électrons prennent la forme conique a\ (3', et réciproquement cette forme tourbillonnaire est accompagnée d'un accroissement de pression dans l'éther ambiant. Une dépression de l'éther amènera la déformation inverse a", (3".

A l'inflexion a', (3' correspond une tension d'autant plus grande que l'angle y est plus petit. Nous désignerons la tension a', (3' sous le nom de tension positive, et nous admettrons qu'à cette manifestation correspond une charge électrique positive.

Inversement, nous admettrons qu'à l'inflexion a", (3" correspond une tension électrique négative.

Lorsque deux électrons e, e' (fig. 2) sont orientés de manière que la partie concave coïncide avec la partie convexe, ces deux tourbillons électroniques se raccordent par l'intermédiaire de l'éther ambiant. L'axe du tourbillon éthéré ainsi produit représente la ligne de force électrostatique, et il se produit une attraction mutuelle des électrons.

Si deux électrons convexes ou deux électrons concaves (fig. 5) sont en regard, il se développe une répulsion. L'électron constituerait le médium entre la substance matière et la substance éther.

Nous lécherons, plus loin, de justifier ces hypothèses dans un

chapitre spécial. Si nous les admettons, nous pouvons définir l'électricité en disant que c'est une forme de l'énergie d'orientation des éléments matériels gyrostatiques.

§ 2. — L'électrisation par friction.

Si Ton vient à frotter Tune contre l'autre certaines substances n'ayant pas la même constitution physique ou chimique, désignées sous le nom de substances non conductrices, ou encore sous le nom de diélectriques (soufre, verre, gutta-percha, suie, peau de chat, etc.), on remarque qu'après cette friction, ces corps deviennent susceptibles d'attirer des corps légers. On dit alors que ces corps sont électrisés.

Gomme nous le verrons, il existe bien d'autres manières de produire ce phénomène. Qu'il nous suffise pour le moment d'indiquer celle-ci, qui se conçoit aisément par cela que ces frictions ayant pour effet, d'abord de déformer les électrons et ensuite de les orienter, dans le sens positif ou négatif, suivant la nature des substances mises en jeu, il pourra en résulter une disposition telle que celle que nous indiquons figure 4. Cette disposition se produira d'autant plus aisément qu'une fois réalisée, il se développe une attraction mutuelle entre les électrons de signes contraires.

Il est intéressant de se demander si le frottement a pour résultat de déterminer à la fois la déformation des électrons et l'orientation des ions, ou si ce dernier effet intervient seul, la tension électronique étant préexistante.

Nous verrons plus tard qu'il existe une certaine orientation

électronique préexistante pour presque tous les corps, mais que cette tension est relativement très faible, si on la compare à celle qui est développée par le frottement. Nous pouvons donc admettre ici pratiquement qu'elle n'existe pas. Cela étant, si nous considérons, par exemple, deux ions <xa', a { a { f (fig. 5) placés à la surface de séparation des deux surfaces frottantes ; si la surface supérieure est la moins déformable et se déplace dans le sens de

la flèche, le frottement aura pour résultat de produire la déformation 6. La tension négative dea,^ remportera sur la tension négative de a a', et, dès lors, le mouvement tourbillonnant résultant de l'ensemble (transmis par Téther intermédiaire) correspondra à la phase c lorsque l'équilibre se sera établi. Cette interprétation est vérifiée par l'expérience, car c'est, en général, le corps dont les particules sont le plus facilement changées de place qui s'éleclrise négativement. Si les substances sont de même nature, c'est le corps le plus chaud qui prendra ce signe.

Cette propriété de certains corps de s'électriser par frottement était connue dès l'antiquité; c'est ainsi que Thaïes, six cents ans avant notre ère, en fait déjà mention.

Les deux électricités développées par le frottement et de signes contraires sont en quantités égales. H suffit, en effet, de mettre simultanément en contact avec le plateau d'un électroscope la surface frottée et la surface frottante pour constater que la somme de ces deux électricités est algébriquement nulle et ne produit aucune déviation.

Afin de charger d'électricité un corps conducteur, il faut donc d'abord le séparer du sol conducteur par un non-conducteur et le mettre ensuite en rapport avec une source d'électricité produite par les moyens dont nous nous occuperons.

§ 3. — Êleclrisation par contact.

Dans ce que nous venons de dire, nous avons supposé que les électrons étaient initialement neutres; en réalité, il n'en est pas toujours absolument ainsi. C'est même l'existence de cette tension préexistante, variable avec la nature de la substance simple que l'on considère, qui est l'origine des réactions chimiques, de la formation des systèmes moléculaires. Disons cependant que cette tension électrique est toujours très faible relativement aux tensions qu'on est habitué de considérer en électrostatique.

Les substances simples ont été divisées en deux grandes classes : les substances électro- positives, les métaux, en général,

dont l'ion sera représenté par la figure < — > ; les substances électro-négatives, les métalloïdes, en général, dont l'ion sera représenté par la figure > — <. A lin de faire apparaître le phénomène électrostatique, il suffira donc d'orienter ces ions normalement à la surface. C'est la condition que Ton peut réaliser en établissant le contact avec une substance de nature différente.

Considérons une substance électro-positive dont les électrons superficiels sont représentés par les tourbillons positifs a (fig. 6), par exemple une surface de sodium, et supposons que l'on vienne à approcher une surface dont les électrons sont neutres (vraisemblablement le carbone) ; dans ces conditions, le mouvement de giration se communiquant de a à 6 déterminera la forme 6', c'est-à-dire une charge négative équivalente. Si l'électron 6 était déjà positif, mais moins positif que a (fig. 7), ce sera ce dernier qui l'emportera, et l'on obtiendra toujours le même résultat, mais une tension plus faible.

Le métal le plus électro- positif sera donc celui qui prendra l'électricité positive. Les métaux se rangent dans l'ordre suivant : Na, Mg, Zn, Pb, Sn, Fe, Cu, Ag, Au, Pt, Graphite. Chacun dVux devient positif lorsqu'il est mis en contact avec le suivant. C est là une constatation importante, car nous verrons qu'il en est autrement dans l'électrisation par frottement de surfaces métalliques qui détermine le phénomène du courant.

Il est inutile de dire que si la surface vient à condenser un gaz, les propriétés superficielles pourront être modifiées.

Si l'on vient à séparer les deux surfaces, l'orientation des électrons, normalement à celle-ci, peut se maintenir, et ces surfaces prendront dès lors respectivement les caractères de l'électricité positive et de l'électricité négative.

§ 4. — Champ électrostatique.

Nous avons vu, lorsque nous nous sommes occupé de l'hypothèse fondamentale, que le mouvement tourbillonnaire électronique d'éther condensé était susceptible de se propager dans

l'étber du vide. L'axe de ces tourbillons ab, a f b' (fig. 8) est désigné sous le nom de ligne de force.

L'espace environnant la corps électrisé et occupé par les lignes de force a été désigné sous le nom de champ électrostatique.

Si l'espace environnant est vide, les lignes de force se propagent indéfiniment, et nous dirons alors que le champ est non raccordé.

Si» au contraire, nous considérons des charges négatives placées en face de charges positives, les tourbillons électroniques se raccorderont par l'intermédiaire de l'éther du vide et se comporteront comme des cordons élastiques lendus (fig. 9). Nous aurons réalisé alors le champ électrostatique raccordé.

Si les charges électrostatiques étaient de même signe, le raccordement ne se ferait pas et le champ serait non raccordé.

Nous verrons plus loin que les champs raccordés et non raccordés jouissent de propriétés très différentes.

Si Ton considère deux sphères voisines (fig. 10), électrisées, de signes contraires, les lignes de force se disposent à peu près comme nous l'indiquons et Ton remarque que les charges sont plus denses sur les faces a, 6, qui sont opposées Tune è l'autre.

Les lignes électriques tendent également à rester séparées les unes des autres, ainsi que le dessin l'indique et ainsi que cela résulte de l'hypothèse tourbillonnaire, comme nous le verrons plus loin.

Afin de reconnaître la direction de ces lignes de force, il suffit de disposer horizontalement une légère aiguille en papier sur un pivot vertical et de placer celle-ci dans le voisinage du corps électrisé; son orientation indiquera le sens de la ligne de force.

§ 5. — L'influence électrostatique (*).

Le phénomène de l'influence a été découvert par John Canton, en 1753. Considérons un corps électrisé, par exemple le conducteur d'une machine électrostatique (fig. 11). A une cer-

(*) Les mots influence et induction ont été souvent confondus. Dans cet ouvrage, ils ont des significations tout à fait différentes.

taine distance, plaçons un conducteur allongé B en ayant soin de placer dans le voisinage immédiat de A une lame non conductrire, par exemple une lame de verre ou une lame d'ébonite L, laquelle transmet le phénomène de l'influence et qui, pour cette raison, a été désignée sous le nom de diélectrique. On remarque que si A prend une charge positive, par exemple, l'extrémité a se charge négativement, l'extrémité 6 positivement, l'espace intermédiaire c, désigné sous le nom d'espace neutre, n'indique aucune charge. Si, enfin, on enlève la charge A, B revient à l'état neutre.

Nous voyons que le mouvement tourbillonnaire des ions de A est capable de se transmettre par l'intermédiaire de l'éther ambiant et d'orienter les électrons de B, de manière à amener la disposition que nous indiquons figure 13.

Si l'on vient à mettre 6 en communication avec un conducteur présentant de grandes dimensions, par exemple avec la terre, dont la surface peut être considérée comme inGnie, les ions orientés 6 se répandront sur cette surface et 6 reviendra à l'état neutre. Au contraire, les ions a continueront à être sollicités par A et l'électricité répandue en a a été désignée sous le nom S électricité dissimulée, par cela que si a est très rapproché de A, on ne peut plus reconnaître son existence. Mais si l'on vient à décharger A, l'électricité négative a se répand sur tout le conducteur B et devient apparente.

Si l'on substitue au conducteur fixe B une balle de sureau suspendue à un fil de cocon, l'attraction développée par l'influence ne tarde pas à attirer la balle de sureau vers le conducteur A> par cela que les électricités de noms contraires s'attirent. Que A soit positif ou négatif, les choses se passeront toujours de la même manière, il y aura toujours attraction. Telle est l'expérience que l'on désigne sous le nom d'expérience du pendule électrique.

Si, enfin, nous disposons la balle de sureau 6 entre deux conducteurs électrisés de noms contraires (fig. 15) et ayant la même tension électrique, elle sera en équilibre si la distance des deux conducteurs est la même.

Nous allons voir que les choses se passent tout autrement dans le phénomène de Y induction.

§6. — L'induction électrostatique.

L'induction électrostatique est un phénomène tout différent que nous avons mis en lumière en nous basant à la fois sur la théorie et sur l'expérience. Nous avons vu, lorsque nous avons formulé nos hypothèses fondamentales, que l'orientation positive déterminait dans l'espace ambiant un accroissement de pression de l'éther, que l'orientation négative déterminait une dépression de ce milieu et que réciproquement tout accroissement de pression de l'éther avait pour effet de déterminer l'orientation positive, toute dépression, l'orientation négative. Gela étant, si Ton vient à approcher un ion A orienté positivement, par exemple d'un corps B à l'état neutre (fig. 14), ce dernier s'éleclrisera aussi positivement et conservera cette charge lorsque A aura cessé d'agir.

Lorsque Ton électrise par frottement dans les machines de cette espèce ou en déplaçant des charges électriques les unes par rapport aux autres, les actions réciproques des électrons amènent des vibrations de ceux-ci à peu près par le même mécanisme que les vibrations d'une corde par l'action de l'archet.

Ces vibrations ont ensuite pour résultat de déterminer des actions répulsives réciproques en vertu de l'effet découvert par Bjerckness, si elles sont concordantes. Il résulte de cette circonstance que pendant la marche des machines à frottement ou à plateaux tournants, des ions s'échappent du conducteur suivant la direction de la flèche, par exemple (tig. 15), et déterminent, si l'orientation est positive, un accroissement de pression considérable de l'éther dans l'espace E, tel que celui que l'on observerait en avant d'un projectile; à l'arrière se produit une dépression qui tend à rendre le conducteur C négatif, c'est-à-dire à le décharger. Si, au contraire, l'orientation est négative, l'espace E subira une dépression équivalente par suite de l'espèce de suc-

cion due au tourbillon négatif et, à l'arrière, il se développera une pression. C'est aûn d'éviter ce mouvement ionique en E que nous avons placé en L une lame diélectrique solide (fig. 11). Ajoutons encore que si la tension devient suffisante, les projections ioniques atteignent une intensité telle qu elles deviennent luminescentes. Elles sont alors désignées sous le nom d'aigrettes, et les ions, en entraînant Pair, déterminent le phénomène que Ton désigne sous le nom de vent électrique. Le courant d'air ainsi produit se développe dans le même sens, que l'orientation soit positive ou négative, mais les courants sont de sens contraires lorsqu'il s'agit des courants d'éther, ainsi que cela résulte de ce que nous venons de dire.

Si donc on vient à disposer dans l'espace E (fig. 15) un conducteur C à l'état neutre, — et il importe de ne pas oublier que cet espace peut être complètement séparé du milieu ambiant par un écran diélectrique V placé maintenant à une certaine distance du conducteur C, pour ne pas empêcher le mouvement des ions, — on remarque que ce conducteur prend une charge de même signe que G, ainsi que la théorie le prévoit. Celte charge n'est, comme on le voit, nullement communiquée par des particules d'air électrisées émises par le conducteur C et entrant ensuite en contact avec le conducteur C, ainsi que cela est implicitement admis dans l'ancienne théorie, car la lame L' ne peut leur livrer passage.

On peut vérifier le fait par l'expérience en utilisant simplement la disposition que nous venons d'indiquer et en enfermant pour plus de précaution le conducteur C dans une cage diélectrique en verre. Ainsi que nous l'avons dit, des ions s'échappent toujours des conducteurs de la machine en activité, mais il est évident que nous obtiendrons des effets particulièrement énergiques si nous facilitons l'émission des ions en adaptant au conducteur C un plateau muni de pointes. Voici comment nous avons réalisé cette expérience.

Une feuille de carton P, recouverte de feuilles d'étain, était suspendue par des fils de soie (fig. 16). Cette plaque était mise, d'une part, en communication avec un électroscope à feuille

d'or E et portait, d'autre part, sur chacune de ses faces, une feuille d'or f. Le tout était disposé sous une cage en verre, aûn d'éviter le transport direct de l'électricité à l'éleclroscope. A une distance de 1 métré environ se trouvait une plaque métallique munie de neuf pointes et mise en communication avec l'un des pôles d'une machine de Holtz. Lorsque celle-ci était mise en activité, on remarquait que les feuilles d'or f collées sur chacune des faces de P s'écartaient, qu'elles prenaient donc de l'électricité de même signe.

L'éleclroscope permettait d'estimer la tension de la charge.

Des observations faites à l'aide de cet appareil ont conduit aux conclusions suivantes :

1° Les pôles positifs et négatifs développent des charges de même tension.

2° Si la charge est produite pendant un temps très court, elle disparaît lorsque l'aigrette cesse de se produire.

L'induction due à la production de l'aigrette est donc alors égale à celle développée en sens contraire par sa cessation; mais si la charge se prolonge pendant quelque temps, l'induction développée pendant cette première phase l'emporte sur l'induction de sens contraire au moment de la suppression de l'aigrette qui est instantanée, et l'électroscope reste chargé.

3* L'induction électrostatique est plus intense si le plan de la plaque P coïncide avec la direction des pointes que si la plaque P est disposée perpendiculairement à cette direction.

4° La tension électrique communiquée à la plaque P croit avec la surface de celle-ci.

C'est ainsi qu'une plaque P carrée de 18 centimètres de côté développait une tension correspondant à 9 divisions de l'électroscope lorsqu'elle était placée perpendiculairement aux pointes et à 14 divisions lorsqu'elle était placée parallèlement à celles-ci.

De même une plaque carrée de 6 centimètres de côté a développé à sa surface, dans les mêmes conditions, des charges correspondant à 5 et à 9 divisions.

Ce fait que l'action est plus intense lorsque le plan de la lame est parallèle à la direction des pointes, est dû à ce que, dans

cette disposition, les deux faces subissent la variation de pression de l'éther, alors que, dans le cas de la perpendicularité, une seule la subit.

L'induction nécessite donc un espace de libre parcours des ions entre C et L'; il en résulte que si la lame d'ébonite L' est mise en contact avec le conducteur C, Y induction ne se produira plus, mais nous obtiendrons le phénomène de Y influence, ainsi que nous Pavons dit dans le paragraphe précédent.

Nous pouvons résumer les lois de l'induction électrostatique de la manière suivante :

A) 1* Lorsqu'un ion orienté positivement a s'approche d'un ion (3, il tend à l'orienter positivement (fig. 17);

2° Si l'ion a s'éloigne de l'ion (3, il tend à l'orienter négativement;

5° Si l'ion a est orienté négativement et s'il s'approche de l'ion (3, il tend à l'orienter négativement;

4° Si l'ion a s'éloigne de l'ion (3, il tend à l'orienter positivement.

B) 1° Quand plus s'approche de plus, il y a répulsion ; 2° Quand plus s'éloigne de plus, il y a attraction;

3° Quand plus s'approche de moins, il y a attraction; 4° Quand plus s'éloigne de mom«, il y a répulsion; 5° Quand moins s'approche de moins 9 il y a répulsion ; 6° Quand moins s'éloigne de moins, il y a attraction.

La cause de la décharge produite par l'aigrette est, comme nous le verrons plus tard, la même que celle qui préside à la décharge produite par les substances radioactives.

A côté de ces phénomènes d'induction vient se placer une action qui est déterminée par l'entrainement de l'éther du pôle positif vers le pôle négatif et qui dès lors peut même se produire sur un corps qui serait également sollicité dans deux sens opposés soit par les actions d'inQuence, soit par l'induction.

Si l'on suspend à l'aide d'un fil de cocon une balle de sureau recouverte d'une feuille d'or entre les deux plateaux d'un Condensateur et à égale distance de chacun d'eux (les deux pla-

teaux étaient placés à environ 30 centimètres l'un de l'autre), ai ensuite ces plateaux sont reliés aux pôles positif et négatif d'une machine de Holtz sans condensateur, la machine étant préalablement mise en marche avant toute opération, au moment où l'on retire brusquement le déflagrateur de manière à produire Félectrisation instantanée des plateaux, on remarque que la balte de sureau est fortement projetée vers le plateau négatif. Elle serait évidemment en équilibre si l'influence intervenait seule. Nous avons d'ailleurs constaté que le même effet continue à s'observer, alors que l'on déplace considérablement la balle de sureau soit vers le plateau positif, soit vers le plateau négatif. Or si, dans ces conditions, on remplace la balle de sureau par une petite sphère conductrice fixe, mise en communication avec un électroscope, on observe que les charges ainsi produites sont de noms contraires dans les deux positions considérées; elles correspondent à l'induction examinée plus haut. Nous avons vu que si le phénomène de l'influence intervenait, les mouvements correspondraient toujours à une attraction dirigée vers le plateau le plus rapproché.

Si l'état de l'atmosphère se prête à l'expérience, on peut même réussir avec un seul plateau; le plateau négatif attire, le plateau positif repousse. Si l'on remplace les plateaux de condensateurs par des plateaux munis de pointes, ces actions peuvent se développer à plus grande distance. Pour éviter l'objection possible d'une action du souffle électrique, on peut suspendre la balle de sureau à l'intérieur d'un verre de lampe, mais il ne faudrait pas utiliser trop longtemps le même verre, car celui-ci, en s'électrisant lui-même, peut amener des perturbations.

L'expérience réussit plus sûrement encore si l'on suspend à l'aide de deux fils de soie un fil métallique très fin d'environ 10 centimètres de longueur et de manière à faire coïncider sa direction avec les lignes de force. On le voit toujours repoussé par un conducteur positif et attiré par un conducteur négatif.

L'espèce de succion développée par l'électricité négative peut se montrer d'une manière plus suggestive encore en appliquant une méthode basée sur un fait observé en 1853 par M. Srtsezek.

Ce physicien avait reconnu que si l'on abandonne de légères feuilles d'or dans le voisinage de conducteurs électrisés, celles-ci demeurent en suspension dans l'atmosphère en s'orientent suivant la direction des lignes de force; elles sont de plus généralement animées de mouvements de giration rapides qui témoignent une fois de plus de la nature tourbillonnaire de l'énergie électrique. Cela étant, nous avons disposé les deux plateaux d'un condensateur à 30 ou 40 centimètres l'un de l'autre; ceux-ci étant mis en communication avec les deux pôles d'une machine de Holtz, nous avons abandonné dans l'espace intermédiaire une feuille d'or présentant la forme d'un losange allongé (0.5 centimètre de largeur sur environ 3 centimètres de longueur). Nous avons alors observé le phénomène qui vient d'être décrit, mais la feuille d'or est invariablement retenue dans le voisinage du plateau négatif par suite du vide éthéré qui s'y manifeste. Nous verrons plus loin que les ions libres se comportent de la même manière, qu'il se produit un transport tout spécial de ceux-ci du pôle positif vers le pôle négatif.

Approfondissons un peu plus le phénomène et considérons une pointe négative p (Gg. 18) émettant des ions suivant la direction de la flèche f barbelée. Cette action déterminera une réaction qui tendra à déplacer la pointe en sens contraire, de manière à permettre la réalisation d'un tourniquet électrique. Mais à cette action résultant de l'émission de masses ioniques s'en ajoute une autre, celle de la succion d'éther tourbillonnant développée par les ions en mouvement. Cette succion se produit suivant la direction de la flèche /\ Il en résulte que la pointe p ne sera pas seulement repoussée par l'effet de l'inertie des masses ioniques, mais encore par le courant d'éther développé suivant la direction /\

Si, au contraire, nous considérons une pointe positive, le courant d'éther développé par les ions en mouvement et détachés du conducteur sera dirigé en sens contraire et ne butera plus contre la pointe de manière à la faire rétrograder.

Il résulte de cette circonstance qu'une pointe négative, toutes choses étant égales, sera plus fortement repoussée qu'une pointe

positive. Dès lors, si nous considérons la feuille d'or en suspension entre les deux plateaux d'un condensateur, la pointe p sera plus fortement repoussée que la pointe p f et elle se maintiendra toujours dans le voisinage du pôle négatif.

La cause du transport des ions dé préférence du pôle positif vers le pôle négatif nous apparaît clairement.

§ 7. — Le courant

Il résulte de l'ensemble de ces faits cette conclusion importante que Y influence et Y induction électrostatiques constituent des effets capables de transmettre l'énergie électrique d'un point à un autre de l'espace. Pour ce qui concerne le phénomène de Yinfluence dans l'exemple que nous avons considéré, une charge positive s'est transmise de A à 6 (Gg. 11). Adoptant le langage de Maxwell, nous dirons qu'il y a eu courant instantané, la charge 6 est devenue disponible, mais une fois utilisée, les choses en restent là.

Dans le phénomène de Y induction électrostatique, il y a, au contraire, transmission continue de charges d'un point à un autre de l'espace. Nous dirons alors qu'il y a courant continu.

Le transport de l'énergie par le courant est dès lors comparable à celui qui serait effectué par un arbre de transmission animé, d'une part, d'un mouvement de rotation rapide autour de son axe et, d'autre part, d'un mouvement de déplacement dans le sens longitudinal. Ce dernier mouvement s'arrête après un instant dans le phénomène de l'influence ; il est continu dans le phénomène de l'induction électrostatique.

§ 8. — Machines électriques.

L'éleclrophore est la seule machine employée dans la pratique dans laquelle n'intervient que le phénomène de l'influence. Il se compose d'un plateau de résine que l'on électrise par frottement à l'aide d'une peau de chat. Si l'on superpose à celui-ci un

plateau conducteur muni d'un manche isolant, ce plateau s'électrise par influence. On élimine Tune des charges en touchant le plateau conducteur du doigt. Si Ion enlève ensuite ce dernier, il reste chargé de l'électricité qui était dissimulée.

Limite de charge. — Un conducteur ne peut recevoir qu'une charge limitée. Si Ton dépasse cette limite, l'électricité ou les ions que nous avons considérés se précipitent dans le milieu ambiant pour donner naissance à l'aigrette et à l'induction électrostatique dont nous avons parlé. Ce phénomène se manifeste pour des charges très faibles lorsque le conducteur est muni d'une pointe. C'est cette dernière qui est le siège de cet écoulement particulier qui correspond à la figure 15.

Machine de Ramsden. — L'appareil se compose d'un plateau de verre, serré à sa périphérie entre quatre coussins, mis en communication avec le sol. Le plateau est animé d'un mouvement de rotation à l'aide de la manivelle et s'électrise positivement.

Un conducteur muni de pointes est placé dans le voisinage du plateau et s'électrise par influence. La charge négative atteint, grâce aux pointes, immédiatement la limite de charge et donne naissance à une aigrette négative, laquelle tend constamment à neutraliser la charge du plateau de verre par induction électrostatique. La charge positive reste sur le conducteur. Mais il importe de remarquer que pendant tout le temps de la marche, l'induction électrostatique maintient l'énergie positive du conducteur dans l'état dynamique particulier donnant lieu è l'effet Bjerckness et aux projections ioniques dont nous avons parlé plus haut, de telle manière que, si l'on vient à approcher un conducteur isolé, celui-ci s'électrise, en général, par induction et non par influence, ainsi que nous l'avons vu.

Nous verrons également que ces oscillations électroniques qui donnent lieu à l'effet Bjerckness, peuvent déterminer à distance une électrisation oscillante qui n'est pas produite par l'influence ou par Y induction électrostatique.

Machines à disques tournants. — La machine de Ramsden représente un appareil dans lequel intervient à la fois le phéno-

mène de l'influence et de l'induction. Dans la machine de Wimshurst, l'induction intervient seule.

Le déplacement des ions est déterminé ici par la rotation d'un disque en verre à la périphérie duquel sont collées un certain nombre de feuilles conductrices i (fig. 19).

Supposons d'abord, afin de rendre l'explication claire, que le conducteur c possède une charge positive, le point 6 étant à la terre par le contact du petit balai. Les éléments du secteur 6c en s'approchant de c prendront une charge positive, et réciproquement renforceront la polarité positive de c. En parcourant l'espace cd % les éléments du disque en s 'écartant tendront à produire le phénomène inverse; mais 6c étant plus grand que cri, c'est le premier effet qui l'emportera.

Remarquons maintenant que les points i s'éca riant du secteur de électrisé positivement, s'électriseront négativement, et le conducteur e s'électrisera négativement par rapproche des éléments négatifs du secteur de. En eb t les choses se passeront comme en de.

Pour ce qui concerne le disque placé derrière le premier, dont la rotation s'exécute en un sens contraire, ce sera la moitié du disque d'c6' (fig. 20) qui sera positive, et le raisonnement à faire est le même que pour le disque d'avant.

Il résulte de cette théorie qu'une machine formée d 9 un seul plateau doit fonctionner. Nous avons constaté qu'il en était ainsi, mais les charges réalisées sont faibles. On peut reconnaître leur présence et leur polarité à l'aide d'un plan d'épreuve et d'un électroscope. Afin de réaliser l'expérience, il suffit de rendre les plateaux solidaires, de manière à les faire tourner ensemble, et de disposer parallèlement les tiges bd et b'd'.

Nous avons également remarqué que si l'on vient à déterminer une rotation du disque en sens contraire après avoir communiqué une charge au conducteur A, la réciproque a lieu : la machine se décharge.

Le renforcement considérable réalisé à l'aide des deux plateaux est dû à la circonstance suivante : Indiquons en pointillé (fig. 21) ce qui se rapporte au plateau d'arrière et considérons

la partie droite de la machine, par exemple. Le secteur b'od est positif pour les deux plateaux; dès lors un élément a du plateau antérieur deviendra non seulement positif par cela qu'il s'approche du conducteur positif c, mais surtout parce qu'il s'approche du centre de figure de la surface électrisée positivement b'od', cette action commence du reste à se faire sentir en a ï9 et il en sera de même du disque d arriére pour un point a' et a/. Le même raisonnement est applicable à la partie gauche négative. Il résulte de cette considération que le rendement de la machine sera d'autant meilleur que les plateaux seront plus rapprochés.

Remarquons encore que dans cette conception, les ions sont supposés normaux à la surface des disques.

L'amorçage de la machine, au lieu de s'exécuter comme nous venons de le dire, est généralement spontané, il résulte du frottement des petits balais placés à l'extrémité des tiges inclinées bd, Vd f . Mais il est inutile de dire que la polarité se développera au hasard dans un sens ou dans l'autre, suivant que l'un ou l'autre frottement prédomine à l'origine, ai l'on veut obtenir une polarité déterminée, il faut, comme nous l'avons dit, charger légèrement l'une des bouteilles de Leyde A ou B au moment de la mise en marche.

Uachine de Holtz. — Le principe de la machine de Holtz est identique au précédent; l'amorçage est intéressant. Un élément a (fi g. 22) du plateau mobile, en Rapprochant de la pointe du conducteur 3 positif, monté sur le plateau fixe, s'électrise énergiquement, positivement. Il en sera ainsi tant que ces éléments a seront soumis à l'action de la pointe d, mais dès que ces éléments auront dépassé cette position 3, cette action deviendra négligeable et ils conserveront dès lors leur charge positive. Si le conducteur était muni de deux pointes dirigées en sens contraires (fig. 23), au moment où l'élément a aurait dépassé à', son mouvement d'éloignement déterminerait une induction de sens contraire, qui réduirait la première à néant,

La machine une fois amorcée, on voit que le plateau, après avoir abandonné sa charge positive au conducteur b par Tinter-

médiaire d'un peigne, deviendra négatif par eela que les points de ce plateau s'écartent d'une charge positive b; pendant le parcours cd f ils deviendront encore négatifs par cela qu'ils s'écartent d'une charge positive et qu'ils se rapprochent d'une charge négative 3 f et d. L'inverse aura lieu pour la de mi -circonférence inférieure*

Éleçtrisation par frictions longitudinales. — Volpicelli* en déterminant des frictions dans un sens unique sur un cylindre en cuivre recouvert de résine, à l'aide d'un anneau en cuivre A, est parvenu à établir deux polarités différentes aux extrémités a et 6 (fi g. 24). Le mécanisme de cette expérience inexplicable dans l'ancienne théorie ne demande pas de commentaires.

Le cylindre conserve cette orientation. Lorsqu'elle est réalisée* si Ton déplace l'anneau dans le sens indiqué par la ûgure, il s'approche continuellement des électrons orientés positivement et s'écarte continuellement des électrons orientés négativement; il s'électrisera donc par induction positivement, ce que l'expérience vérifle en mettant Panneau en communication avec un électroscope.

§ 9. — Les diélectriques ou les substances aniodynamiques.

On peut admettre qu'un diélectrique parfait se comporte comme s'il était formé de molécules complètement isolées les unes des autres. Il en résulte que si l'on vient à électriser par contact les molécules superficielles, ces molécules, étant indépendantes des molécules voisines, conserveront cette charge indéfiniment.

En réalité, les choses ne se passent jamais absolument ainsi : elles se passent comme si ces molécules étaient assimilables à de petits conducteurs isolés* mais entrant périodiquement en contact. Il en résulte que si l'on électrise la surface d'un diélectrique, celte électricité se transmet au sein de la masse et peut s'y conserver pendant un temps très long. Si l'on vient à électriser à sa surface un morceau de paraffine, par exemple, on

remarque qu'après plusieurs mois un fragment de cette matière présente encore les caractères de l'éleclrisation initiale.

Un isolant ou un diélectrique parfait serait donc composé de molécules formées d'ions, lesquels ions continueraient indéfiniment à faire partie de la même molécule; c'est la raison pour laquelle nous avons désigné ces substances sous le nom de substances aniodynamiques. Dans les diélectriques imparfaits représentés particulièrement par les substances solides, la transmission lente de l'électricité au sein de la masse se produit donc comme s'il s'établissait des contacts périodiques entre de petits conducteurs isolés.

Supposons, par exemple, qu'une molécule a (flg. 25) possède quatre ions orientés positivement, par exemple; après le contact avec une autre molécule identique, elles en posséderont chacune deux. Ces substances permettent la transmission de l'influence, raison pour laquelle on les a aussi désignées sous le nom de diélectriques. Les choses se passent comme si une série de conducteurs se trouvaient placés è la suite les uns des autres, chaque conducteur représentant une molécule.

§ 1 0. — Les conducteurs ou les substances iodynamiques.

Nous avons vu qu'il existait un mode particulier de transmission de l'énergie électrique auquel nous avons donné le nom d'induction électrostatique, lequel mode implique l'existence d'ions orientés en mouvement. Nous avons vu par quel mécanisme il se fait que deux conducteurs placés en face l'un de l'autre et électrisés de signes contraires, se neutralisent réciproquement si l'espace qui les sépare est parcouru par des ions libres, lesquels, dans les cas que nous considérions, étaient engendrés par le gaz ambiant (Gg. 15).

Le même résultat est obtenu si l'on interpose entre les deux surfaces électrisées certaines substances solides ou liquides dites conductrices. Nous conclurons donc par analogie que ces corps possèdent dans leur masse des ions libres en mouvement, que

chaque molécule de ces corps est formée d'ions qui n'en font partie que pendant un instant; une permutation perpétuelle des ions qui constituent les molécules de ces corps fait de ceux-ci un système dynamique tout spécial. Nous les avons désignés pour cette raison sous le nom de substances iodynamiques.

Lorsque la transmission de l'énergie se fait par saccades, ce sont les ions de la surface, plus libres, qui semblent tout désignés pour celle propagation. L'électricité se transmet alors à la surface. Mais si la transmission de l'énergie est continue, celle-ci se propage également en pleine matière. Le temps est donné alors à ces ions pour qu'ils puissent s'orienter également. Nous nous occuperons de ce mode de transmission dans le chapitre suivant.

Voyons maintenant comment l'énergie se propage à la surface.

Il suffit d'appliquer pour cela à la surface conductrice ce que nous avons dit de la substance gazeuse ionisée, lorsque nous nous sommes occupé de l'induction électrostatique.

Les ions superficiels du conducteur G (fig. 26), a et p y en se précipitant les uns vers les autres, se neutralisent par induction électrostatique. Tel est, du reste, également le phénomène qui se produit si l'on met en contact deux conducteurs éleclrisés de signes contraires.

Si la tension est suffisante, les ions traversent l'air ambiant en l'ionisant lui-même, et la neutralisation par induction électrostatique se produit dans l'air sous forme d'étincelle ou sous forme d'aigrette.

Considérons un conducteur électrisé A (fig. 27), et supposons que cette électrisation corresponde à deux ions orientés positivement a, a', par exemple. Si nous le plaçons dans le voisinage d'un conducteur p, l'énergie libre d'orientation ne sera pas modifiée, mais elle sera transportée en <x u a/ par influence. Les ions intermédiaires seront simplement orientés, ainsi que la figure l'indique, et les électricités e, e r , de signes contraires et devenues non apparentes, ont été désignées sous le nom d'efeo tricilés dissimulées. Si l'on met les conducteurs en contact, elles se reconstituent d'après le mécanisme indiqué plus haut et

l'énergie d'orientation libre correspondant aux deux ions a, a' ou otf, a,' se répartira sur les deux conducteurs. S'ils ont même capacité, chacun d'eux possédera une charge correspondant à un ion orienté.

Faisons dès à présent cette remarque importante, que les ions peuvent se déplacer et s'orienter soit normalement à la surface d'un conducteur, soit tangeniiellemeni à celui-ci.

§11. — Le phénomène de l'influence dans les diélectriques.

Considérons deux lames conductrices A et B (fig. 28), entre lesquelles nous disposerons un diélectrique constitué ainsi que nous l'avons dit. Chaque élément m, isolé, se comportera luimême comme un petit conducteur, ainsi que la ûgure l'indique. Nous aurions réalisé ainsi l'appareil désigné sous le nom decondenr sateur. En mettant la surface C en communication avec le sol, nous détruirons l'orientation des ions a, qui constituent une charge apparente, mais nous conserverons au sein de la masse les ions orientés à la surface des conducteurs et à la surface des éléments du diélectrique. C'est Yélectricilé dissimulée. La quantité de cette énergie dépendra de la surface des conducteurs, du nombre et de la forme des molécules du diélectrique. Elle sera, en général, d'autant plus grande que la densité du diélectrique est elle-même plus grande. On désigne sous le nom de capacité diélectrique la faculté plus ou moins grande de ces corps de receler de l'énergie électrique. La découverte de la variabilité de cette propriété, lorsqu'on passe d'un diélectrique à un autre, est due à Faraday.

Supposons maintenant que l'on vienne à mettre en communication A et B à l'aide d'une substance iodynami.que (fig. 29), par exemple à l'aide d'un conducteur métallique C.

Dans ces conditions, il n'y aura plus seulement orientation des ions superficiels tangentiellement à ce conducteur, mais les mouvements des ions a, (3 ne tarderont pas à déterminer leur neutralisation réciproque par induction électrostatique. Dés lors, les charges A et B se neutraliseront.

Si le contact entre A et B est établi un instant et si le diélectrique est une substance solide, la désorientation des éléments ne se produit pas instantanément; aussi peut-on déterminer une deuxième décharge beaucoup plus faible après quelques instants. Cette quantité d'électricité a été désignée sous le nom d'électricité résiduelle.

§ 12. — Justification des hypothèses fondamentales.

Les belles expériences de M. Weyher jettent déjà une vive lumière sur le mécanisme des phénomènes électriques. Ce physicien, en faisant tourner rapidement un tourniquet symétrique A (fig. 50) et en abandonnant dans Pair des corps légers, a remarqué que les spires du tourbillon aérien affectaient la forme figure 30 bis .

Remarquons qu'en utilisant un tourniquet symétrique, nous ne nous trouvons pas dans les conditions que nous avons supposées et qui impliquent l'existence de tourniquets dissymétriques. Cependant, nous pouvons déjà tirer de cet examen une remarque importante.

Nous voyons que le tourbillon fermé se compose de deux parties x d'abord d'un tourbillon large et évasé dont Taxe est occupé par un tourbillon de diamètre beaucoup plus petit, dont le déplacement se produit en sens contraire du premier. Dans cette image, le tourbillon extérieur représente le tourbillon négatif et le tourbillon intérieur le tourbillon positif. Nous voyons donc que le tourniquet symétrique réalise à la fois ce que Ton appelle électricité positive et ce que Ton appelle électricité négative.

Mais si nous considérons deux tourniquets dissymétriques T, T, A, B (fig. 31) placés l'un à la suite de l'autre, que va-t-il se passer? Le changement de marche que l'on observait dans la région équatoriale E ne se produira plus. Le tourbillon de grand diamètre continuera sa marche dans le même sens, car la rotation des palettes du sommet du cône c, ne pouvant exercer d'ac-

tion sensible, n'entravera plus son mouvement. De même, le tourbillon de petit diamètre circulera librement en sens inverse du premier d'un cône à l'autre.

En un mot, nos tourniquets T et T, qui donnent la représentation de nos électrons, seront reliés par un double système de tourbillons éthérés, l'un positif, l'autre négatif. L'axe de ces tourbillons représente la ligne de force de deux conducteurs électrisés de signes contraires et s 'attirant mutuellement.

Considérons maintenant un tourniquet unique orienté, par exemple, positivement (fig. 32). Dans ces conditions encore, les palettes dans le voisinage du sommet du cône en a n'exerceront pas d'action sensible et, dès lors, la tendance à l'appel suivant l'axe et vers A sera faible (la partie droite de la figure de M. Weyher est supprimée). La spire d'appel extérieure (partie gauche) subsiste seule; en pénétrant dans l'axe, elle détermine l'émission tourbillonnante positive t.

Inversement, si nous considérons le tourniquet orienté négativement (fig. 33) en B, nous verrons les spires extérieures se développer. Mais ici se rencontre une petite difficulté; en effet, on peut admettre, d'après les expériences de Weyher et aussi d'après la représentation précédente, que les spires seront ramenées vers le centre de manière à produire le courant d'appel en sens contraire. Mais nous pouvons remarquer, d'une part, que ces spires ne rencontrent plus la surface du conducteur A, que, dès lors, elles sont libres de se propager; que, d'autre part, le déplacement du tourbillon t serait enrayé par la surface matérielle B.

Les expériences que M. Weyher a entreprises dans les liquides ne sont pas moins démonstratives. Nous voyons se produire sous l'action d'un tourniquet placé dans la masse liquide, d'abord un tourbillon de petit diamètre qui se matérialise par la production d'un enfoncement conique à la surface du liquide; ce tourbillon est descendant. Autour de celui-ci s'en développe un autre beaucoup plus large et ascendant. Dans cette image, le tourbillon conique de petit diamètre descendant de la surface, correspond à l'émission tourbillonnante positive; le tourbillon ascendant de

grand diamètre émanant du tourniquet représente rémission négative.

Nous pourrions évidemment introduire une pointe animée d'un mouvement de rotation rapide dans l'entonnoir apparent sans rien changer aux conditions d'équilibre dynamique. Celle pointe représenterait alors l'électron orienté positivement; le tourniquet, l'électron orienté négativement.

Remarquons maintenant que le raccordement des tourniquets ou des électrons T, T' ne peut (Gg. 31) se faire que pour autant que le sens des rotations soit le même. Si donc nous admettons que le sens de la rotation des électrons superficiels est quelconque, le raccordement se fera entre les électrons dont le sens de la rotation est le même.

Nous voyons donc qu'un champ raccordé (fig. 31) suivant ce mécanisme se compose d'une infinité de tourbillons dont le sens de la rotation est quelconque. Or, il résulte des expériences de Weyher que les tourbillons ayant des rotations inverses s'attirent et que le contraire a lieu si le sens de la rotation est le même. Un semblable système sera donc soumis à une série d'attractions et de répulsions qui détermineront des déplacements latéraux tels que ces tourbillons entreront périodiquement en contact; mais par suite de leur élasticité, ils rebondissent latéralement les uns sur les autres, de manière à présenter l'image d'un système comparable à celui du gaz parfait tel qu'il est conçu par W. Thomson et par Helmholtz. Ce système doué de force expansive se comportera comme si les lignes de force se repoussaient mutuellement, ce qui est conforme à la réalité. Si le nombre des lignes de force atteint une certaine limite, cette action répulsive sera telle que l'équilibre sera rompu, et nous aurons atteint alors la limite de charge. Les ions qui y sont indissolublement liés sont projetés dans le milieu ambiant.

Gela étant, si Ton considère deux conducteurs A et B (fig. 34) électrisés de même nom, émettant des tourbillons de même ordre, incapables de s'emboiter, il se développera des actions répulsives comparables à celles qui se réaliseraient si l'on interposait entre les deux conducteurs un gaz parfait sous pression.

On conçoit également que si l'un des électrons T ou T' n'était pas orienté, il ne tarderait pas à se déformer de manière h réaliser la forme correspondant à l'équilibre (fig. 31), ce qui nous donne la représentation du phénomène de Y influence.

Considérons enfin des ions en mouvement émis par l'un des conducteurs et dirigés vers l'autre avec une orientation positive ou négative (fig. 33). Si l'orientation est négative, il se développera un vide, qui déterminera également l'orientation négative sur le deuxième conducteur, et inversement s'il s'agit de l'orientation positive. Nous avons ainsi l'image de Y induction électrostatique.

En résumé, chaque ion libre qui constitue le courant détermine une aspiration et un refoulement de l'éther tourbillonnant. A l'inverse de ce qui se passe lorsque les ions sont orientés sur une surface, le tourbillon central allant du pôle positif vers le pôle négatif existe seul. C'est ainsi que se trouve vérifiée l'idée fondamentale d'Edlund, qui admet que le courant électrique implique l'existence d'un courant d'éther. C'est également l'absence du large tourbillon de retour qui établit la distinction fondamentale entre la ligne de force électrostatique et le courant.

Si nous considérons une série de tourbillons élémentaires, ceux qui possèdent des mouvements de rotation de même sens pourront se grouper de manière à constituer un mouvement tourbillonnant d'ensemble à la surface des corps. Telle est bien la caractéristique des phénomènes électrostatiques. L'image des tourbillons donnée soit par les figures de Lichtenberg, soit par l'étincelle, nous fournit en effet la représentation de tourbillons ayant des dimensions tangibles. Ce mouvement d'ensemble implique l'existence d'une vitesse tangentielle, parallèle à la surface électrisée, qui aura pour résultat d'empêcher la propagation de l'orientation des ions normalement à cette surface, c'est-à-dire en pleine matière. Cette manifestation de l'énergie se localisera donc à la surface des conducteurs.

Nous voyons également que la seule différence qui existe entre le raccordement tourbillonnaire électrostatique (fig. 31) et l'étincelle se trouve dans cette circonstance que dans le premier cas le mouvement tourbillonnaire se produit dans l'éther seul ;

dans le deuxième cas, ce mouvement tourbillonnant est suffisamment intense pour entraîner avec lui les ions matériels. Ceux-ci, par leur inertie, ne tardent pas à amortir l'énergie d'orientation électrique qui se neutralise avec dégagement de chaleur.

En général, le tourbillon positif seul s'illumine par l'entraînement des ions, mais nous avons eu la bonne fortune d'observer l'étincelle double ainsi que l'aigrette double, de manière à fournir la représentation exacte du mécanisme que nous venons de décrire. C'est l'observation de cet admirable phénomène qui nous a déterminé à défendre l'hypothèse que nous exposons. On peut dire qu'il appartient à cet ordre de choses que Ton s'habitue trop à regarder sans les voir. L'aigrette négative présentait l'apparence d'un beau tube tourbillonnant d'environ 2 millimètres de diamètre, sur lequel on distinguait les spires sombres et lumineuses du tourbillon; l'aigrette positive affectait la forme déliée bien connue. Lorsque ces deux manifestations furent suffisamment rapprochées, le filament positif s'engagea dans le tube négatif, de manière à en occuper l'axe, lequel continua à être illuminé par un trait de feu lorsque l'étincelle fut établie. Ce résultat a été obtenu à l'aide d'une bobine à fil secondaire, gros et court.

Il est impossible de réaliser d'une manière plus saisissante l'image que l'expérience de Weyher reproduit.

Si l'on considère le tube tourbillon correspondant à l'étincelle, on peut se demander si celui-ci n'est pas susceptible de se sectionner. Dans ces conditions, les ions animés de mouvements giratoires et définitivement séparés des conducteurs constitueront par leur ensemble de petites sphères indépendantes les unes des autres. Telle est l'expérience réalisée par Planté à l'aide d'une puissante batterie d'accumulateurs, et qui se traduit dans la nature par la production de la foudre globulaire.

L'équilibre de ces masses ioniques tourbillonnantes peut être rompu par un simple choc, dont le résultat est de dissiper l'énergie d'orientation, qui produit les effets de l'étincelle ou de

la foudre.

Nous verrons plus loin combien cette remarque est importante, lorsque nous examinerons la nature de l'atome.

M. Zenger montre l'existence de ce mouvement giratoire d'ensemble en faisant tourner une sphère en verre S (fig. 36), disposée sur un axe de rotation a. La rotation s'établit lorsque les conducteurs c, c'sont mis en communication avec les pôles d'une machine électrostatique. Mais une preuve peut-être plus démonstrative et moins accessible à la critique que donne ce physicien, se trouve dans l'examen d'une plaque de verre argenté frappée par la foudre. La reproduction de cette plaque ne demande pas de commentaires ; on voit le tracé de l'hélice en relief à Tinté-* rieur des trous coniques résultant de la fusion produite par l'étincelle.

M. Zenger fait encore jaillir des étincelles à la surface de glaces recouvertes de noir de fumée. Il obtient ainsi des traînées dont l'axe est intact et correspond bien au centre de la tempête.

§ i 3. — Particularités de l'étincelle et figures électriques.

Lorsque l'étincelle jaillit entre deux conducteurs, il est aisé de voir ce qui va se produire : un courant d'éther va du pôle positif au pôle négatif; ce courant déterminera dans le milieu ambiant un vide éthéré tout à fait comparable au vide d'air que Ton observe dans le voisinage d'une tuyère projetant un jet d'eau sous pression. Si l'on place dans le voisinage une balle de sureau /", suspendue à un 61, on remarque que cette balle est vivement attirée vers l'embouchure de la tuyère. De la même manière, cette balle est vivement attirée vers le pôle positif (fig. 37) pendant la production de l'étincelle. Seulement, comme il s'agit ici d'un phénomène éthéré et non d'un phénomène aérien, cette action se transmet au travers des diélectriques, et l'attraction dont nous venons de parler se produit de la même manière si la balle de sureau est suspendue à l'intérieur d'un verre de lampe fermé à ses deux extrémités.

Lorsque l'on atteint la limite de charge, il se développe particulièrement aux pointes, ainsi que nous l'avons dit, des embryons d'étincelle que l'on désigne sous le nom d'aigrettes; l'aigrette positive présente l'apparence de filaments lumineux très déliés,

l'aigrette négative présente en général l'apparence d'un point lumineux. Cependant, dans certains cas, comme nous Favon9 vu, l'aigrette négative présente l'aspect d'un tube long et large ; l'aigrette positive a toujours les caractères d'un filament délié.

Figures de Lichtenberg. — Si l'on électrise un plateau de résine par frictions à l'aide d'un conducteur mis en communication avec une machine électrostatique, et si ensuite on saupoudre le plateau de poudre de soufre en agitant un sachet de mousseline renfermant du soufre pulvérisé, celle-ci se dépose aux points électrisés. L'électricité positive fournit l'image de filaments déliés, l'électricité négative détermine de petits disques voisins les uns des autres. Nous pouvons remarquer ici, de même que dans l'étincelle, que chaque tourbillon localisé sur le diélectrique est lui-même formé par l'ensemble d'un très grand nombre d'ions ou tourbillons élémentaires, de manière à réaliser les dimensions considérables que nous constatons.

Si la surface est électrisée à la fois positivement et négativement, les dessins formés se montrent très nettement en saupoudrant avec un mélange de soufre et de minium. Le minium se fixe sur les figures négatives, le soufre sur les figures positives.

Afin de reconnaître quelle est la nature et le mode de répartition de l'énergie électrique dans l'aigrette développée à l'extrémité d'une pointe, nous avons disposé à une distance d'environ 5 millimètres et normalement à son axe une lame de résine ( 1 ). La pose est d'environ cinq minutes. Puis nous avons saupoudré la plaque de soufre en poudre au travers des mailles d'un sachet en toile très fine, afin de reconnaître quels sont les points qui sont chargés d'électricité positive, et nous avons opéré ensuite de la même manière à l'aide de minium, afin de reconnaître quels sont les points chargés d'électricité négative, l'expérience n'étant en réalité autre chose que celle de Lichtenberg.

L'énergie développée par la bobine d'induction présentait un

( 4 ) Afin d'obtenir avec facilité des lames de résine, il suffit de couler cette substance sur une feuille de carton; elles ont une épaisseur de 3 à 4 millimètres. Il est bon d'ajouter un peu de cire pendant la fusion, pour éviter que des fentes se produisent.

mm

vif intérêt. On sait, en effet, que chacun des pôles développe alternativement les deux électricités à des tensions différentes. Le pôle qui présente l'aigrette la plus développée possède l'énergie positive à plus haute tension que l'énergie négative et il en est inversement de même pour l'autre pôle.

Si Ton exécute l'expérience indiquée plus haut, on constate la production d'une série d'anneaux concentriques, l'énergie dont la tension est le plus faible occupant toujours le disque central. Il en résulte que l'effluve du pôle aigrette (-4-) prend en section la forme figure 59, les parties hachurées correspondant à l'électricité négative. L'effluve du pôle non-aigrette ( — ) correspond à la figure 40.

Il en résulte que si l'on considère les deux pôles de la bobine munis de pointes et placés l'un vis-à-vis de l'autre, les électricités de noms contraires correspondent.

La reconstitution des deux électricités se fait donc, dans ces conditions, par zones concentriques emboîtées les unes dans les autres.

Nous avons vu que l'étincelle de la bobine est, dans certains cas, formée d'un tube à l'intérieur duquel chemine en sens contraire un filet électrique très délié. Cette expérience montre que le mode de reconstitution par effluve lente se fait par un mécanisme absolument identique.

En faisant usage de l'aigrette de la machine de Holtz dont le pôle non utilisé est mis à la terre, on obtient un disque central A (fig. 41) entouré d'une auréole très étendue. Mais il importe de remarquer que, quel que soit le pôle utilisé, cette figure est obtenue soit avec le soufre, soit avec le minium. Seulement le pôle positif ou aigrette condense plus de soufre en A que le minium; l'inverse a lieu en B. La réciproque est vraie pour le pôle non-aigrette.

Figures en relief (*). — Le plateau étant électrisé par le procédé que nous venons d'indiquer, si Ton approche la surface de résine d'une tôle chauffée (par exemple d'un poêle, mais non

(') Extrait des Bull, de VAcad. roy. de Belgique (Classe des sciences), n° % pp. 6&67, 1901.

pas d'une flamme qui aurait pour effet de décharger le plateau), de manière à produire un commencement de fusion, on voit alors apparaître en relief des figures analogues à celles de Lichtenberg.

Cette première constatation étant établie, les points électrisés apparaissent-ils en creux ou en relief? Afin de résoudre la question, nous avons concentré l'électricité sur une ligne droite à l'aide de deux becs de Bunsen par exemple. Si Ton vient à chauffer le plateau dans ces conditions, on voit que le trait appa" rait en creux, quel que soit le signe de l'électricité.

Les choses se passent donc comme si les points électrisés d'un signe quelconque exerçaient une pression considérable h la surface du plateau.

La seconde question qui se pose est relative aux figures obtenues par les deux électricités à la surface des plateaux simplement électrisés.

Si Ton se sert d'électricité positive, l'expérience montre, ainsi qu'on devait s'y attendre, une série d'aigrettes moulées en creux. Mais si l'on opère à l'électricité négative è haut potentiel, il se produit un fait inattendu. Des aigrettes absolument comparables aux aigrettes positives se produisent encore, mais elles apparaissent en relief. Les parties de la surface qui correspondent à l'aigrette sont donc ici privées d'électricité ; les autres parties sont électrisées, contrairement à ce qui se passe pour l'électricité positive.

Ajoutons que lorsque le potentiel électrique négatif dont on se sert est relativement faible, on remarque à côté des aigrettes une série de cratères déprimés correspondant aux taches circulaires obtenues par le procédé de Lichtenberg.

On peut se demander encore comment il se fait que l'électricité exerce une pression si considérable à la surface des diélectriques. Pour s'en rendre compte, il suffit de rappeler que les molécules des diélectriques sont comparables è une série de conducteurs séparés qui subissent l'action de l'influence et dès lors s'attirent les uns les autres. Un diélectrique électrisé est donc soumis à une pression dirigée du dehors au dedans.