Veine liquide éleotriBée; mouvement gyrabdn

— Si on fait écouler une veine d'eau salée d'ua eaton- Doir commuoiquant avec le pôle positif de la même batterie (tOQ couples secondaires) dans une cuvette ob, plonge d'avance le fil négatif et au-desaous de laquelle est placé un éleclro-aimaat (fig. 52), pn aperçoit, dès que le circuit voltaïque est fermé, un filet lumineux, accompagné de quelques points brillants, à la partie inférieure de la veine; des étincelles jaillissent avec bruissement à son extrémité , de la vapeur d'eau se dégage, et le liquide qui entoure le bas de la veine prend un mouvement gyratoire en sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, SI le pôle de l'éleclro - aimant est boréal , et dans le même sens, si ce pôle est austral. Le mouvement est rendu visible par des corps légers répandus h la surface du liquide (').

Si l'on raccourcit la veine, de manière à éviter toute solution de continuité à sa partie inférieure, les signes électriques et lumineux dispara^sent presque complètement; le liquide s'échauffe néanmoins, comme l'atteste une

Fig. 52.

(I) Comptes rendus, t. LXXXII, p. 220. 17 janvier 1876.

légère vapeur, et le mouvement gyratoire est encore plus net et plus rapide. En allongeant de nouveau la veine, les manifestations électriques et lumineuses reparaissent comme auparavant.

1 47. — Mascaret électrlqae. — En appuyant l'électrode positive contre les parois du vase d'eau salée communiquant avec le pôle négatif, on observe, outre des sillons lumineux et des jets abondanlsde vapeur, un violent remous du liquide, /ormant une sorte de mascaret électrique, qui élève l'eau à la hauteur] L^e 1 I centimètre au-dessus de son niveau (fig. u3). Si le flux rencontre sur certains points des inégalités de résis-

Fie'. ',53..^

tance, il peut se diviser et faire naiire doux ou trois monticules aqueux, comme l'indique la ligure fî4. Ce phénomène est encore ua résultat de l'oflct calori-

lique proJuil parle courant sur la surface humide qu'il rcnconire. Le liquide est repoussé parla pression de h vapeur brusquement développi5e par le courant sur un point déterminé

On peut rapprocher cet effet du souffle et du vent produit sous - l'influenoe d'un écoulement abondant d'électricité statique. Seulement, dans ce dernier cas, si la tension est plus grande, la quantité d'électricité est beaucoup moindre; aussi un flux d'électricité statique ne produit -il uu effet de ce genre que sur l'air; il ne pourrait agir de même sur une masse liquide.

148. — Pompe voltaïque. — Des eR"ets remarquables à'aspiration peuvent être produits aussi par le flux électrique. Si on introduit le fil positif dans un tube capillaire, en laissant toutefois uu intervalle libre d'un demicentimètre environ à son cxirémité, on voit, aussitôt qu'on plonge le tube électrode dans l'eau salée, le liquide s'élever, avec une très grande rapidité , à une hauteur de O^aS à ''^' ^''* O^SO centimètres et retomber en

nappe sillonnée de Uaits biillar.ls et de jets de vapeur (fig. 33).

On constitue ainsi une pompe voltaïque, dans laquelle

le vide formé résulte de la production et do la condensation de la vapeur autour de Télectrode.

149. — La bague lumineuse qui accompagne la chute du liquide, depuis la partie supérieure du tube jusqu'à la partie inférieure, et reparaît de nouveau spontanément, d une manière intermittente, à la partie supérieure, pour redescendre encore, constitue Tun des effets les plus brillants et les plus curieux que nous ayons observés avec des courants électriques de haute tension.

Ce phénomène s'explique comme il suit : le liquide aspiré constitue un prolongement de Télectrode négative formée elle-même par le liquide du voltamètre (131). Des phénomènes calorifiques et lumineux doivent donc se manifester à l'extrémité de la nappe hquide retombant du haut du tube, surtout si le verre déjà humide offre une certaine conductibilité qui établit ainsi une communication extérieure avec le voltamètre. Les intermittences viennent do C6 que la quantité de liquide aspirée étant, on somme, très minime, son écoulement le long des parois du tube ne recommence que lorsque la goutte formée à la partie supérieure a acquis un certain volume, et le liquide s'écoule en moins de temps que la goutte n'en met à se former. Une partie, d ailleurs, est vaporisée au fur et h mesure par Faction calorifique du courant.

150. — L'ascension du liquide est si rapide, malgré la résistance opposée par Texiguïté du canal, qu'on aperçoit la gouttelette lumineuse à l'extrémité supérieure du tube aussitôt que la partie inférieure touche le

Si le tube a une longueur trop grande pour que Feau salée puisse en atteindre la partie supérieure et retomber au dehors, le liquide s'y maintient à une hauteur déterminée qui va en baissant peu à peu, à mesure que le courant de décharge des batteries s'affaiblit. Cette hauteur est d'autant moins grande que la tension du courant est moins forte, de sorte qu'elle pourrait servir, à la rigueur, de mesure à cette tension.

On a souvent comparé la tension d'une pile à la hauteur plus ou moins grande d'une masse d'eau, et la quantité d'électricité qu'elle fournit au débit plus ou moins abondant du liquide, suivant le diamètre du canal d'écoulement. Ici, l'image se trouve, en quelque sorte, matériellement réalisée par un effet mécanique du courant électrique.

151. — Cônes liquides. — Ces effets d'aspiration, produits par le courant électrique peuvent se présenter encore sous une autre forme. Si on emploie une tension plus élevée, celle de 800 couples secondaires, et si on approche l'électrode de la surface de l'eau distillée, le liquide se soulève quelquefois en forme de cône avant que l'étincelle n'éclate. Ce phénomène, peu marqué avec l'électricité statique, mais entrevu néanmoins par Peltier, et observé depuis longtemps sur l'huile mieux que sur l'eau ellemême, avec ce genre d'électricité, est ici beaucoup plus marqué, à cause de la plus grande quantité d'électricité enjeu.

Si on forme l'électrode d'un pinceau humide d'amiante ou de papier à filtrer, il se produit, autour du petit cône

aqueux qui reste suspendu à l'extrémité de l'électrode pendant le passage du courant, une couronne de vapeurs abondantes , provenant de l'effet calorifique développé par le courant à son passage dans le liquide.

152. — Détonatlotu produites & l'axtrimlté de l'électrode positive. — Si on introduit le fil de platine positif dans un tube capillaire, comme dans l'expérience précédente, mais de manière à ce qu'il aboutisse exactement à l'extrémité du tube, il se produit, quand on le plonge profondément dans le liquide, un bruissement strident, et si on le relève, après une ou deux secondes d'immersion, quand l'extrémité du tube atteint le niveau supérieur du liquide, on entend "g. - »6- ■ une détonation semblable à celle d'une capsule fulminante. Le tube n'est, malgré cela, ni brisé ni fendu ; mais l'orifice inférieur est devenu conique, et le verre a été creusé en forme d'entonnoir (').

L'intensité de ce bruit est remarquable, quand on considère l'exiguïté de l'espace annulan-e compris entre le fil de platine et les parois du tube capillaire, et si l'on observe, de plus, que ce tube est ouvert à ses deux extrémités; cependant le phénomène se reproduit avec plus de facilité, si le tube est fermé par le baut. La figure 56

(4) Comptes rendus, t. LXXXI, p. 185. 26 juiUet 187g.

représente le tube avant Texpérience, et la figure 57 représente le même tube après que la détonation s'est produite.

153» — Ce phénomène n'a pas lieu ou se trouve beaucoup moins marqué avec le fil négatif ; car, dans ce cas, tout rcffet calorifique de la décharge se porte sur l'électrode, fond le métal et le volatilise, tandis que, isi le fil approché du liquide est positif, il rougit sans fondre, et c'est sur le liquide lui-même représentant le pôle négatif (131) que se porte l'action calorifique de la décharge; la vaporisation se produit, avec une énergie extraordinaire, autour de l'électrode resserrée entre les parois du tube de verre, et il en résulte le bruissement strident mentionné plus haut.

154. — Nous avions pensé d'abord que la détonation elle-même accompagnée de la pulvérisation du verre était un eff'et dû à la rentrée brusque de l'air dans le tube au moment où la vaporisation du liquide cesse par l'interruption du courant. Mais ayant observé, depuis, que quelques bulles de gaz apparaissaient à Textrémité de l'électrode positive, au milieu du tourbillon liquide causé par la condensation de la vapeur, et que ce gaz était formé d'un mélange explosif des éléments de leau, par suite de la dissociation de l'eau h la haute température produite, la détonation entendue au moment de la sortie du tube du liquide nous a paru pouvoir s'expliquer par l'inflammation du mélange détonant remplissant l'extrémité inférieure du tube capillaire, sous l'influence de l'étincelle de rupture.

Ce phénomène se rattacherait alors à ceux du même genre observés dans les voltamètres par M. Bertin avec une tension beaucoup moindre, lorsque les gaz produits par les deux pôles se trouvent mélangés dans une même cloche au-dessus des électrodes.

Il y aurait toutefois cette différence que le phénomène se produit ici autour d'un seul pôle par suite de la tension très élevée du courant.

Il est essentiel y en effet, que le courant ait une très grande tension pour que l'expérience dont il s'agit réussisse; car deux cents couples secondaires ne suffisent pas; il faut en employer deux cent cinquante à trois cents.

Pour expliquer la pulvérisation de la partie inférieure du tube -de verre, effet dont l'explosion d'un mélange de très minimes quantités d'oxygène et d'hydrogène ne rend que difficilement compte, on serait tenté de soupçonner la formation de quelque composé très instable du chlore, qui donne lieu, comme on le sait, à des combinaisons douées d'un grand pouvoir détonant, d'autant plus que nous n'avons pu observer l'effet dont il s'agit avec d'autre liquide qu'avec la solution de chlorure de sodium.

Quelle que soit la cause du phénomène, il nous a paru mériter d'être signalé, et nous nous proposons d'en faire un jour une étude toute spéciale.

ISS. — Lumière électro-silicique. — Si on augmente un peu la tension du courant employé dans l'expérience précédente, sans changer d'ailleurs les autres conditions, en plongeant dans l'eau salée le tube de verre traversé

par l'électrode de platine positive, il se manifeste un phénomène brillant h l'extrémité de cette électrode. Non seulement le fil métallique fond, mais le verre lui-même entre en fusion, au sein même du liquide, en répandant une lumière ébloulsbanle. L'extrémité du fîl de platine qui s'e9t façonnée en boule se trouve englobée dans une petite

masse de verre fondu, et la lumière se maintient très vive pendant la décharge de la batterie secondaire, jusqu'à ce que le verre, refroidi autour de l'électrode, l'isole complètement du liquide (fig. S8) (').

Quand on opère avec une dissolution de sel marin dans le voltamètre, cet effet lumineux exige, pour se produire, la réunion de plus de trois cents couples secondaires ;

(1) Comptes rendus, l. LXXXIV, p. 9)i. 30 avril 1877.

mais, si l'on emploie une solution d'azotate de potasse, il se manifeste de même avec soixante et quatre-vingts couples secondaires seulement.

La manière dont les dissolutions salines se comportent vis-à-vis de la silice du verre porté à une haute température par le coiutint électrique est, en effet, très

Fig. 59.

variée, à cause de la fusibilité plus ou moins grande des silicates formés, ainsi que l'a reconnu déjà M. Carré, en mélangeant divers sels aux charbons employés pour la lumière électrique ordinaire.

La lumière vitrée peut encore se produire en appuyant l'électrode positive ou négative contre une lame de verro à peu de distance au-dessus de la solution saline (&g. 59). Elle est accompagné d'un dégagement de vapeui^ blanches, et le verre est en même temps fortement attaqué.

Cette lumière se produit également le long des parois d une cuvette en porcelaine, ainsi que nous l'avons vu (144) (147) figures 51 et 54. Elle ajoute son éclat à celui de Tare voltaïque dans les bougies électriques de M. Jablochkoff, quand la substance qui sépare les charbons est une lame de porcelaine ou de kaolin.

Les phénomènes lumineux observés autour du verre, à laide des courants d'induction, par MM. du Moncel, Gassiot, Grove, etc., se rattachent aussi à la lumière dont il s'agit.

On pourrait être porté à attribuer à la chaux combinée à la silice dans le verre Téclat de cette lumière ; mais si Ton examine le spectre qu'elle donne, on reconnaît qu'il ne présente pas de raies appréciables, tandis qu'un fragment de spath calcaire, placé dans les mêmes conditions, tout en donnant aussi une lumière très vive, laisse voir les raies caractéristiques du calcium.

156. — Les raies du silicium étant faibles, d'après l'analyse de M. Kirchkoff, on conçoit qu'elles n'apparaissent pas, en raison de l'intensité lumineuse du spectre formé. Mais l'origine silicique de cette lumière est démontrée par ce fait important, qu'elle se manifeste au contact de l'électrode avec de la silice pure à l'état de cristaux de quartz hyalin[^^, 60). Il faut seulement, pour la produire, dans ce cas, avec la même solution saline, une force électrique plus grande que pour le verre, soit environ cent couples secondaires.

La silice elle-même devant être décomposée par ces courants de grande tension, l'effet lumineux résulte, se-

Ion toute vraisemblance, de l'incandescence du silicium dont M. H. Sainte-Claire Devillc et M. Wœhler oat montré des analogies remarquables avec le diamant et le graphite. Pour distinguer cette lumière de celle qui est produite par un courant électrique entre deux cônes de

Fig. 60.

charhon, nous l'avons désignée sous le nom de lumière éUçtrfmlicique.

457. — Conroimes, arcs, rayons et mouTements ond^latcdres. — 1' Si l'on met l'électrode positive d'une batterie secondaire de quatre cents couples en contact avec les parois humides d'un vase d'eau salée où plonge d'avance l'électrode négative, on observe, suivant la distance plus ou moins grande du liquide, aoit une couronne formée de particules lumineuses disposées en cercle autour de

l'électrode (fig. 61), soit un arc bordé d'une frange de rayons brillants {fig. 62), soit une ligne sinueuse animée d'un rapide mouvement ondulatoire (èg.Q3){').

Un bruissement particulier, sans cesse croissant, se fait entendre, et de la vapeur d'eau s'échappe, en jets rapides, au-dessus des traits de feu, comme si elle avait une certïùne pression. Fig. 61.

Si l'on enfonce encore plus le fil, i! se produit ua an-

Fig. 62. Fig.^63.

neau lumineux fermé ; à cet anneau en succède un autre,

(1) Comptes rendus, t. LXXXU, p. 626. 13 mars. 1876.

et Ton a ainsi une génération d^ondes brillantes, à Tintérieur desquelles le liquide est agité par un vif mouvement tourbillonnaire.

On voit même apparaître quelquefois, autour des tourbillons liquides, de petits anneaux lumineux irréguliers, détatehés du verre et de l'électrode.

Si le vase dans lequel on opère est un tube en U, ou ne renferme qu'une petite quantité de liquide, toutes ces ondes finissent par se confondre, le liquide devient complètement lumineux, et entre dans une violente ébulïition.

Pendant ce temps, la déviation d'une aiguille aimantée, placée près du circuit, éprouve de continuelles variations.

188. — Spirales électro-dynamiques. — L'expérience suivante, que nous avons décrite en 1860 (*), n'exige pas une tension électrique aussi grande que les précédentes. Elle peut être réalisée avec une batterie secondaire de dix à vingt couples ou avec une pile de quinze à vingt éléments de Bunsen. Nous la classerons néanmoins parmi celles qui se rapportent aux effets des courants électriques de grande tension, parce qu'elle donne des résultats notablement différents de ceux que l'on obtient quand on emploie une tension beaucoup plus faible.

L'électrode positive est ici un fil de cuivre, le liquide du voltamètre est de l'eau acidulée au ^ par l'acide sulfurique. Tandis que dans les conditions ordinaires de

(1) Bibl. univ. de Genève, t, VII, p. 332. 20 avril 1860.

— no — 'électrolyse de l'eau avec ce voltamètre, bous l'action d'an courant faible, le fllpositif se recouvre d'une couche d'oxyde qui se dissout lentement dans le liquide (8), il se noaniEeste un phénomène dtiTérent. si on emploie un courant d'une certaine tension.

Le siège principal de l'oxydation se trouve transporté k l'extrémité du fil. Un sifflement analogue & celui que produit un métal rougi plongé daas l'eau froide se fait entendre, et l'extrémité du fil donne naissance à un jet d'oxyde très divisé qui s'échappe en flocons abondants et ne se dissout pas dans le liquide (fig. 64).

En même temps le fil prend la forme d'une pointe très aiguë, et l'intensité du courant qui traverse le voltamètre augmente notablement (']. Si l'on approche alors le p61e d'un aimant de l'extrémité de l'électrode, le nuage d'oxyde prend un mouvement gyratoire très rapide dans ua sens ou dans l'autre suivaut le pôle de l'aimant que l'on présente. La rotation s'efl'ectue conformément aux lois d'Ampère, en sens m-

Fig. 64.

(1) L'oxyde formé dans ce cas parait être du protoxyde de cuivre pIulOl que du bioxyde. ainsi que nous l'aTona dit plus haut [V. oote

du § 98).

verse tùt mouvement des aiguilles d'une montre, ett présence (^unpâle boréal {lig. 65), et dans le même sens que celui des aiguilles d'une montre, en présence d'un pôle austral (fig. 66).

Les flèches tracées autour des spirales indiquent le sens

Fig. 65.

Fig. 66.

du mouvement gyratoire sous l'influence de l'aimant, et les flèches tracées autour de l'aimant indiquent le sens des courants magnétiques ; B est le pôle boréal, A est le pôle austral (*).

159. — On peut donner encore à cette expérience la disposition représentée par la figure 67. Une cuvette en

{i) Cette expérience est facile à reproduire par projection. Nous 'avons répétée ainsi & noire cours de l'Association polytechnique

verre ou en porcelaine eet placée au-dessua d'un électroaimant et remplie d'eau acidulée ; im fil métallique quelconque, en communication avec le pôle négatif d'une pile de quinze éléments de Bunsen, plonge d'avance dans le liquide. Le fil positif en cuivre, tenu à. la main, est plongé successivement dans le liquide au-dessus de chaque pôle de l'électro-aimant (').

Le nuage d'oxyde se produit, les spirales se développent, et comme l'oxyde foimé ne se dissout pas immédiatement dans le liquide, mais ilotte dans un état de division extrême à sa surface, les deux sortes de spirales de sens différent restent quelques instants tracées à la surface du liquide après que le courant a cessé d'agir et conservent même le mouvement dont le liquide était animé sous l'influence magnéto-électrique.

(1} Le même courant peut à la foia aimanter l'électro-aimant et agir sur le TOltamëtre.

M. Sylvanus-P. Thompson a obtenu, depuis, des spirales analogues en faisant agir sur de la limaille de fer un aimant traversé par un courant électrique, et les a fixées de même que d^autres fantômes magnétiques produits par des actions électro-dynamiques (*).

L'expérience décrite ci-dessus peut se rattacher à plusieurs autres sur la rotation des liquides traversés par des courants autour des aimants, telle que celles de MM. Wartmann, Jamin, etc. Mais ce qui la caractérise plus particulièrement, c'est la rotation en forme de courbes spirales, par suite de l'action magnétique qui s'exerce sur les courants rayonnant autour d'un même point formé par l'extrémité de l'électrode ; et la netteté de ces spirales est d'autant plus grande que l'électrode fournit elle-même, par sa désagrégation, la matière solide nécessaire pour rendre visible la marche des courants au sein du liquide.

160. — Perforations cratérilormes. — Si on met une feuille de papier à filtrer, humectée d'eau salée, en communication avec le pôle négatif d'une batterie secondaire de quatre cents éléments, et si, d'autre part, on vient à toucher la surface humide avec le pôle positif, il se produit, au-dessous de ce fil, avec dégagement de lumière et projection de vapeur, une cavité en forme de cratère hérissé, sur ses bords, d'innombrables filaments desséchés et enchevêtrés les uns dans les autres (fig. 68). Le fil positif se trouve en même temps recouvert d'un magma

(1) V. La Nature, p. 179. 17 août 1878.

formé par la p&te de papier transportée ; des débris filiformes adhérent aussi à l'électrode sur une longueur de 10 à 15 centimètres.

Les extrémités des filaments soDt dirigées vers l'électrode positive , d© sorte que, si Ion place cette électrode au-dessous du papier, on n'observe point de cratère saillant à la surface supérieure, mais une simple excavation dont les rebords filamenteux sont comme 05^1rés et rentrés en dedans vers le point d'où sort l'électricité positive {fig. 69).

Quelques filaments, par suite de leur grande longueur et de leur dessication instantanée, se recourbent en crochet à leur extrémité. La

Fig. 09.

figure 70 représente les détails de ces perforations électriques en grandeur naturelle.

Ces phénomènes sont encore le résultat de Taction calorifique exercée par le courant, laquelle vaporise et dessèche instantanément les fibres humides de la matière organique, et sont dus en même temps à sa grande tension, qui produit des effets d'attraction ou d'aspiration et la division mécanique de la matière soumise à la décharge.