CONSÉQUENCES RELATIVES A LA NATURE DE L'ÉLECTRICITÉ

"... Convertenda plane est opéra ad inquirendas et notandas rerum simililudines et analoga, tam in integralibus quam partibus : illee enim sunt, quœnaturamuniunt, etconstituerescienlias incipinnt. )> (Bacon, iVouH/n Organum, lib. I[,§ 27.)

324 ('). — Dès les premières observations que nous avons faites en soumettant à l'action de courants électriques de haute tension des corps doués d'une grande mobilité moléculaire, tels que les liquides (129) (^), nous avons été frappé des analogies que présentaient les phénomènes produits avec ceux qui résultent de l'action sur les mêmes

(1) Les paragraphes 324 d, 342 inclusivement ont fait l'objet d'un fascicule présenté à l'Académie des sciences, le 20 octobre 1879. [Comptes Vriidus, Bulletin bibliographique, t. LXXXIX, p. 673.)

[2) Comptes rendus, 5 mai et 26 juillet 187o.

corps de la force mécanique proprement dite, particulièrement quand cette force est représentée par une grande vitesse communiquée à une petite masse de matière (*).

Les rapports qui existent entre les deux ordres de phénomènes nous ont paru plus visibles dans ces expériences que dans celles de l'électricité statique, parce que nous avons mis en jeu une plus grande quantité de matière électrisée, et plus manifestes aussi qu'avec des courants électriques ordinaires, parce que nous avons employé une plus grande tension.

Mais, une fois ces analogies reconnues, on les retrouve facilement, à un degré plus ou moins marqué, dans presque tous les phénomènes de l'électricité statique ou dyna-^ mique.

325. — Si l'on choisit, parmi les phénomènes que nous avons décrits, ceux dans lesquels ces analogies sont le plus frappantes, on peut citer, en premier lieu, le phénomène des ondes lumineuses, produites au sein d'un liquide, autour de l'extrémité d'une électrode, appuyée contre les parois d'un voltamètre, et par laquelle débouche un courant électrique d'une grande tension (1S7).

Le mouvement violent imprimé au liquide, arrêté par les parois du voltamètre, porte le verre à une température assez élevée pour qu'il se forme des cercles lumineux (^) ;

(1) Nous avons déjà signalé un centain nombre de ces analogies dans le cours de nos recherches ; mais nous croyons utile maintenant deles grouper et d'en tirer quelques conséquences.

(2) Dans cette expérience, les ondes produites restent même gravées ur le verre sous forme d'anneaux concentriques.

et, lorsque la quantité et la tension du courant sont suffisantes, il se forme également, au sein du liquide lui-même, des ondes lumineuses.

On trouve donc, dans ces phénomènes, une image modifiée seulement par la production d'effets calorifiques et lumineux, des ondes formées à la surface d'un liquide par le choc d'une masse matérielle.

Les figures lumineuses très variées, produites par un courant d'une tension plus grande encore que dans le cas précédent venant frapper la surface d'un liquide (138), sont tout à fait analogues, pour la forme, à celles qui sont engendrées par la chute de gouttes liquides à la surface d'un liquide. Si l'on compare les figures que nous avons observées avec celles qui ont été obtenues, en particulier par M. Worthington (^), on en trouve qui sont presque identiques. Nous avons mentionné aussi l'analogie de ces figures avec celles qui résultent de la vibration des plaques sonores (322).

Nous rappellerons enfin que les stratifications de la lumière électrique dans le vide, observées par MM. Abria, Grove, etc.^ qui présentent, dans des récipients d'un diamètre suffisant, des courbures très marquées, ont été déjà assimilées parGassiot, de la Rive, etc., aux ondes produites par l'ébranlement mécanique d'un liquide.

326. — Le phénomène de la gerhe d'eau jndvérisée produite par un courant électrique de haute tension (143) a

(1) Proceedings of Ihe Royal Society, XXV, p. 261 (1876).— La Naiiire, o" année, — 2^ semestre, p. 236, septembre 1877.

son analogue dans Idi pulvérisation mécanique d'un liquide par Faction d'un jet d'air comprimé, n^agissant à la fois que sur une très petite portion de sa surface. [Ajipareils pulvérisateurs.)

327. — Les phénomènes à.' aspiration, produits par l'écoulement d'un flux électrique de haute tension {pompe voltaïque, bélier rhéostatiqué) , sont analogues à ceux qui résultent du passage, dans un tube étroit, d'un courant de liquide ou d'un jet de vapeur animé d'une grande vitesse. [Tube de Venturi, injecteur de Giffard (*). )

328. — L'action à la fois mécanique, calorifique et chimique, produite par un courant électrique d'une certaine tension à la surface du verre et qui nous a conduit à la gravure sur verre p)ar r e'iectricité [iQi), peut être comparée à l'action exercée sur cette substance par un jet extrêmement fin de sable lancé sous une forte pression, et qui est appliquée depuis quelques années, en Amérique, pour la gravure sur verre.

329. — Les renflements ou grains lumineux formés le long d'une colonne de matière, traversée par un fort courant électrique, soit lors de la fusion d'un fil métallique (§ 99, fig. 23), soit lors de l'incandescence d'un filet d'air raréfié

(1) Ces phénomènes offrent aussi une grande analogie avec les effets d'aspiration observés récemment par M. D. CoUadon le long des cascades : «... On distingue de petites gerbes formées par des milliers de perles liquides animées d'une vitesse absolue notable, en sens contraire de celles de l'eau de la cascade, et remontant rapidement vers le sommet. » [Comptes rendus, t. LXXXIX, p. 286. — Les Mondes, 2.t septembre 1879, p. 147.)

par une puissante décharge d'électricité atmosphérique (188, Éclairs en chapelet), offrent une très grande analogie avec les phénomènes qui accompagnent l'écoulement d'une veine liquide par un orifice étroit sous une certaine pression.

330. — Les nœuds de vibration, formés dans un fil métallique par le courant électrique, d'origine à la fois dynamique et statique, que nous avons étudié précédemment (313), montrent, comme nous l'avons déjà fait remarquer, l'analogie qui existe entre le courant électrique et le mouvement vibratoire sonore déterminé par une action purement mécanique.

331. — L'expérience que nous avons décrite (271) et qui consiste à amorcer un tube d'air raréfié de manière à y provoquer l'écoulement lumineux du flux électrique, en augmentant la tension du courant de la batterie secondaire par l'addition momentanée du courant de la machine rhéostatique est analogue à l'effet bien connu dans la mécanique des fluides, qui consiste à amorcer un siphon en provoquant, par aspiration, l'écoulement du liquide.

Cette analogie peut être rendue plus frappante encore. Il suffit d'approcher du tube un bâton de résine ou d'ébonite électrisé et de le retirer brusquement pour que la lumière apparaisse aussitôt dans le tube. On produit ainsi une sorte d'aspiration sur l'extrémité de l'une des électrodes, qui, s'ajoutant à la tension déjà élevée du courant, détermine l'apparition du flux lumineux.

Quand on étudie déplus près le phénomène, on reconnaîl que l'effet s'exerce principalement, dans ce cas, sur l'élec-

trode positive. Avec un corps chargé d'électricité positive, on provoque, au contraire l'illumination en l'approchant de l'électrode négative . Si l'on emploie un corps électrisé présentant une assez grande surface, cet efîet domine, et nous avons pu déterminer ainsi l'illumination continue d'un tube de Geissler par une batterie secondaire de sept cents couples, en approchant le plateau métallique d'un électrophore à l^^SO de distance (*).

332, — Si l'on considère maintenant, à ce même point de vue, les effets les plus connus de l'électricité statique ou dynamique, on y trouve de nombreuses analogies avec les effets produits parla force mécanique, surtout quand on les compare, comme nous venons de le faire, avec les actions mécaniques dans lesquelles la vitesse joue un plus grand rôle que la masse de matière en mouvement.

C'est ainsi qu'on trouve de grandes ressemblances entre les perforations produites par l'électricité et celles que produisent des projectiles animés d'une grande vitesse; — entre les effets calorifiques obtenus par l'électricité et ceux qui résultent du choc mécanique proprement dit; — entre les mouvements gyratoires de réaction produits par l'écoulement de l'électricité (tourniquets électriques, etc.) et ceux auquels peut donner naissance l'écoulement d'un liquide,

(1) Ces phénomènes peuvent être rattachés à ceux qui ont été observés par MM. William Spottiswoode et Fletcher Moulton dans leurs recherches sur l'état de sensibilité {sensitive state) des décharges électriques au travers des gaz raréfiés, où l'on trouve de nombreux exemples d'effets auxiliaires [relief-effects) exercés sur la lumière électrique dans le vide. {Philos ophical Transactions, 1879, première partie, p. 165.)

d'une vapeur ou d'un gaz comprimé (tourniquets hydrauliques, etc.).

333. — On obtient, par voie mécanique, des effets de division de la matière poussée à l'extrême et comparables aux effets du même genre fournis par l'électricité, en employant, comme force, des corps animés d'un mouvement très rapide.

Un jet de vapeur sous forte pression lancé contre le laitier des hauts fourneaux le divise en filaments innombrables et en forme une sorte de laine minérale. De même la matière animée du mouvement électrique divise à l'infini toute autre matière qu'elle rencontre sur son passage.

334. — On est parvenu, dans ces derniers temps, à couper de l'acier trempé avec un disque de fer animé d'une grande vitesse ('); or, pendant cette opération, « il se dégage un jet continu d'étincelles et de parcelles d'acier qui paraissent chauffées à blanc ; cependant la main peut traverser impunément ce jet, et une feuille de papier interposée n'est ni brûlée ni noircie. Ces parcelles paraissent être dans l'état sphéroïdal; refroidies, elles ont la forme d'un cône allongé ressemblant à des stalagmites ; l'acier a été réellement fondu » .

On trouve dans ces effets mécaniques de nouvelles analogies avec les phénomènes mécaniques, calorifiques et même physiologiques de l'électricité. L'étincelle électrique

(1) Ce résultat a été obtenu à l'aide d'une machine construite par M. Jacob Reese. (V. Bulletin de l'Association scientifique de France, 6 novembre 1876, p. 77.)

ordinaire, maJgré sa température si élevée, ne brûle point à cause de la petite quantité de matière pondérable en jeu; de même ici l'acier, quoique fondu, ne brûle pas non plus à cause de son état d'extrême division, et, par suite, de son très rapide refroidissement.

335, — Les phénomènes d'attraction et de répulsion, qui semblent si caractéristiques de l'électricité , peuvent être imités àTaide d'un jet d'air fortementcomprimé, s'échappant par un orifice extrêmement étroit. Des balles de diverses substances, même métalliques, peuvent être tenues en équilibre, attirées ou repoussées par ce jet d'air à haute pression, suivant leur distance à l'orifice, leur densité, etc. (^) .

Des travaux récents de M. Bjerknes ont montré la possibilité d'obtenir aussi, par d'autres moyens purement mécaniques, des attractions et des répulsions analogues aux attractions et aux répulsions électriques (^).

MM. Dvorak et Mayer ont observé, d'autre part, des phénomènes particuliers de répulsion à l'approche de corps en vibration (^).

336. — Conséquences relatives à la nature de l'électricité. — Les analogies qui viennent d'être énumérées permettent, crovons-nous, de considérer rélectricité comme

(1) Ces expériences ont été faites à l'Exposition universelle de 1878 par M. Weslingliouse à l'aide des réservoirs à air comprimé employés pour ses freins.

(2) Comptes rendus, LXXXVIII, p. 165 et 280; LXXXIX, p. 134; 1879.

(3) Philùsophical Magazine, 5® série, VI, p. 225, et Journal de Physique, VIII, p. 25; 1879.

un mouvement purement mécanique de la matière pondérable.

Ce mouvement consiste dans l'écoulement très rapide ou transport d'une très petite quantité de matière, s'il s'agit de l'étincelle électrique, de l'arc voltaïque ou de la décharg^e électrique en général .

337. — Le mouvement électrique peut donner naissance à des mouyements, gyratoir es, de même que le mouvement mécanique proprement dit, par un effet de réaction dû à l'écoulement de la matière, en si minime quantité qu'elle soit, qui s'échappe des corps électrisés (*).

338. — Le mouvement électrique peut devenir vibratoire, de même que le mouvement mécanique, lorsque la matière pondérable résultant de la décharge rencontre un corps d'une élasticité particulière qui lui permet de transmettre le choc reçu dans toute sa masse.

Cette élasticité particulière constituerait la conductibilité électrique. Il n'y a pas alors transport de matière pondérable dans toute la longueur du corps conducteur, mais propagation par des vibrations semblables à celles du mouvement sonore ou du mouvement transmis à une série de billes élastiques. Le phénomène du jet de matière pondérable peut se produire aussi à l'extrémité du conducteur, s'il y a solution de continuité ou changement de milieu.

(1) Cette matière n'est point la matière électrique comme on le croyait autrefois, mais de la matière électrisée empruntée à la fois au corps lui-même, d'où elle se détache, et au milieu qu'elle traverse.

339. — Cette transformation en mouvement vibratoire peut avoir lieu, à un certain degré, clans la décharge électrique elle-même au travers d'un milieu imparfaitement conducteur, tel que l'air ordinaire ou l'air raréfié. Il y a alors tout à la fois transport et mouvement vibratoire (^ ), Les dépôts métalliques formés dans les tubes à gaz raréfiés y attestent le transport de la matière arrachée aux électrodes ; les stratifications témoignent du mouvement vibratoire.

340. — Le mouvement très rapide de matière pondérable qui constitue la décharge électrique provoque, comme nous l'avons dit (327), de même que le mouvement rapide d'un fluide, une aspiration ou mouvement inverse des particules de la matière qui reçoit le choc électrique, ou de celle qui forme le milieu traversé par la décharge.

De là un double mouvement dans deux sens différents, par suite un double transport de matière pondérable. C'est à ce double mouvement que sont dus les effets produits dans la décharge électrique par ce qu'on est convenu d'appeler V électricité "positive et \ électricité négative.

On pourrait substituer peut-être à ces expressions qui semblent impliquer deux sortes d'électricité les termes de mouvement électrique direct et de mouvement électrique inverse.