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des particules des corps en contact, ces particules doivent s'attirer l'une l'autre, en vertu de leurs pouvoirs électriques, et si ce pouvoir est assez grand pour leur donner une force attractive supérieure au pouvoir de l'agrégation, il se formera une combinaison qui sera plus ou moins forte, suivant que les énergies seront plus ou moins balancées; les signes d'électricité disparaîtront, et il se produira de la chaleur et de la lumière par la réunion des deux électricités.

Davy regardait encore comme nécessaire pour établir des relations entre les affinités et les forces électriques, de montrer que, lorsque deux corps vont se combiner, en élevant leur température, on exalte en même temps leur pouvoir électrique.

Telles sont les bases de la théorie électro-chimique de Davy, qui a régné dans la science pendant vingt ans et qui n'est plus adoptée. Celles de ces bases qui concernent les effets électriques produits.au contact est inadmissible; ces effets provenaient dans ses expériences, non du contact, mais du frottement qu'éprouvaient les corps en les séparant, comme M. Becquerel (41") l'a démontré; les acides secs, ainsi que les terres sèches, n'étant pas conducteurs de l'électricité, ne pouvaient donner d'électricité dans leur contact avec les métaux; il devait donc y avoir une action mécanique produite, comme, du reste, l'expérience l'a prouvé.

Suivant Davy, le mode d'action de l'électricité sur les corps paraît être de rétablir l'équilibre électrique naturel de leurs particules. Il considérait toutefois, et avec raison, l'action chimique des liquides sur l'un des éléments des couples métalliques dans la pile comme indispensable pour la circulation de l'électricité, de même que la décomposition du liquide traversé par la décharge quand le circuit est fermé. Il pensait que cette manière de voir conciliait le principe du contact avec les opinions émises par quelques physiciens sur l'origine chimique de l'électricité.

Les applications de l'électricité voltaïque h la chimie, à l'industrie et aux sciences naturelles, ont contribué à jeter un grand éclat sur les travaux de Davy. 11 considéra la pile comme un moyen puissant de retirer des minéraux et des substances organiques les matières acides et alcalines qu'elles contiennent. Ainsi, un morceau de libre musculaire, ayant été soumis pendant cinq jours à l'action d'une pile de centeinquante couples, devint sec et dur, et ne laissa aucune trace de matière salineàrincinération :1a potasse, la soude et l'ammoniaque avaient été transportées au pôle négatif; les trois acides minéraux et l'acide phosphorique, au pôle positif. 11 obtint des résultats semblables

48 DE L'ÉLECTfliÇjTE ET DU MAGNETISME.

en soumettant à l'action de la pile des feuilles de plantes et des corps vivants. Ainsi il observa que, lorsqu'on mettait les doigts bien lavés en contact avec de l'eau distillée dans la partie positive du circuit, il se manifestait rapidement une substance acide ayant les caractères d'un 'mélange d'acides sulfuriqne, chlorhydrique et phosphorique. Du côté négatif on trouvait une substance alcaline fixe. On trouve là l'explication du phénomène observé par Sulzer (voir page 23). Davy conçut déjà la pensée d'introduire dans les organes dus animaux des substances acides, alcalines et même métalliques, dans le but de modifier quelques-unes de leurs parties constituantes.

Dans un autre mémoire (&% il indiqua comment on devait agir avec la pile comme moyen de décomposition, et fit usage de sa méthode pour rechercher les bases des terres et des alcalis. Dans les premiers essais qu'il fit sur la décomposition des alcalis en dissolution dans l'eau, il s'aperçut que la présence de l'eau était un obstacle à la production du phénomène. Il soumit ensuite à l'expérience de la potasse à l'état de fusion ignée : pendant toute la durée de l'expérience, il vit paraître autour du fil négatif une lumière très-intense, et au point de contact, une colonne lumineuse qui paraissait due au développement d'une matière combustible; le platine était fortement attaqué du côté positif. N'ayant pu recueillir la matière combustible, il employa l'électricité comme agent commun pour la fusion et la décomposition : il remplit ce double but en humectant légèrement la potasse, qui fut placée sur une lame de platine, mise en communication avec le pôle positif d'une batterie de deux cent cinquante couples, et fermant le circuit avec un fil de platine en relation avec le pôle négatif. Une action très-vive se ma-, nifesta, la potasse se fondit aux deux points électrisés. Du côté négatif il ne se dégagea aucun gaz, mais on y découvrit de petits globules qui avaient un éclat métallique très-brillant et bridaient avec explosion et une fiamme vive à l'instant de leur formation ; ces petits globules étaient le potassium, base de la potasse : il obtint de la même manière le sodium avec la soude.

Il prouva ensuite que la vive déflagration qui avait lieu était due à la décomposition rapide de l'eau qui fournissait au nouveau métal de l'oxygène pour s'oxyder et former de la potasse'.

Ayant cherché à obtenir les métaux de la baryte et de la strontiane, il vit également une lumière brillante et une inflammation au pôle négatif. En soumettant à l'expérience de l'acide borique humecté, il \it paraître à la surface négative une matière eombus-

CHAPITEE 11. 4U

tible de couleur foncée qui lui parut être le résultat d'une décomposition.

Dans un autre mémoire (-43), après quelques essais, il conçut l'idée d'enlever l'oxygène aux terres avec le potassium : n'ayant pu réussir, il employa le mercure pour former un amalgame avec les nouveaux métaux; cette fois les résultats furent plus satisfaisants.

Tandis qu'il était occupé de ces recherches, il reçut, au commencement de juin 1808, une lettre de Berzéliusqui lui annonçait que, conjointement avec le docteur Pontin, il était parvenu à décomposer la baryte et la chaux en les électrisant négativement en contact avec le mercure; il répéta aussitôt l'expérience avec sa grande batterie, et obtint l'amalgame de barium, qui, projeté dans l'eau, la décomposait le mercure devint libre. La chaux et la strontiane donnèrent des résultats analogues. Quant à la magnésie, il fallut continuer l'opération pendant longtemps pour produire l'amalgame : l'action de ce dernier sur l'eau était très-lente; l'opération fut, plus facile en employant le sulfate de magnésie mouillé, au lieu de la magnésie.

Il obtint des quantités assez notables de ces nouveaux métaux en soumettant à la distillation leur amalgame, hors du contact de l'air; les nouveaux métaux furent appelés potassium, sodium, barium, strontium, calcium et magnésium.

L'alumine, la silice, la zircone et la glucine, soumises au même mode d'action, ne donnèrent aucun indice de décomposition; il fut obligé, pour opérer leur réduction, d'avoir recours à un autre procédé, fondé sur l'affinité du potassium pour les métaux des terres : il mit dans un creuset de platine un mélange d'une partie de silice et de six parties de potasse qu'il maintint en ignition, et établit ensuite la communication avec sa grande pile. Le creuset fut mis en rapport avec le pôle positif, et la masse alcaline fondue avec le pôle négatif, au moyen d'une tige de platine : il se fit aussitôt une effervescence, et des globules brillants s'élevèrent à la surface; il se forma autour de la tige des écailles métalliques brillantes, qui blanchirent au contact de Pair et firent effervescence dans l'eau. L'addition de quelques gouttes d'acide chlorhydrique en dégagea aussitôt de la silice; l'alumine se comporta de même, ainsi que la zircone. Ce procédé a été mis depuis en pratique, mais avec plus d'avantage.

Lue autre question attira vivement son attention, ce fut celle de la formation, de la nature et des propriétés de l'amalgame produit

50 de l'electliicite et du mag.netisme.

par l'ammoniaque au pôle négatif'. Ce nouveau composé provoqua une vive polémique entre Davy, Berzélius, d'une part, Gay-Lussac et Thénard de l'autre. Les premières expériences pour obtenir cet amalgame sont dues au docteur Seebeçk (44), qui le découvrit dans les premiers mois de 1808, en faisant réagir, au moyen de la pile, le mercure sur le carbonate d'ammoniaque : dans cette expérience, le mercure augmente graduellement de volume, et, quand il est devenu quatre ou cinq t'ois plus étendu que dans son état primitif, il devient solide et d'une consistance molle ; il publia le fait sans en donner de théorie. Berzélius et Pontin annoncèrent à Davy qu'ils étaient parvenus à combiner le mercure avec la base de l'ammoniaque, qu'ils appelèrent ammonium.; l'ammoniaque, suivant eux, était un oxyde a base ternaire (4b). Davy adopta la théorie de Berzélius ( 46 ) relativement à l'existence de l'ammonium; mais il n'en fut pas de même de Gay-Lussac et de ïhenard (i~), qui démontrèrent que l'amalgame ammoniacal était formé de mercure, d'ammoniaque et d'hydrogène, puisqu'on agitant cet amalgame parfaitement sec, dans un tube long et étroit rempli d'air, la combinaison était détruite sans que l'air fût aucunement modifié. Depuis, cette opinion a été adoptée.

Les expériences de Davy sur les décompositions chimiques firent supposer à Wollaston(i8) qu'il existait peut-être un mode d'action analogue dans le système des sécrétions animales, et qu'une décharge électrique, moins intense que celle que l'on observe dans la torpille) pourrait servir à l'explication de plusieurs phénomènes, tels, par exemple, que la rapidité des communications de l'influence nerveuse dans les diverses parties des corps vivants. Wollaston fit, à cette occasion, une expérience très-simple pour démontrer qu'on pouvait décomposer une solution de sel marin avec un seul couple voltaïque; aussi en tira-t-il cette conséquence, entrevue déjà par Napoléon, que la surabondance acide que l'on observe en général dans l'urine paiait indiquer dans les reins un état électrique positif, et dans les vaisseaux du foie un état négatif.

Aussitôt après les découvertes de Davy, Gay-Lussac et Thénard (49) se livrèrent à une suite de recherches physico-chimiques, à l'occasion d'une grande pile donnée à l'École polytechnique par Napoléon; ils s'appliquèrent particulièrement à déterminer l'influence que pouvaient exercer sur l'action chimique le nombre des couples et la nature du liquide; ils furent ainsi conduits à plusieurs conséquences importantes, en prenant pour mesure de l'énergie

CRAPlTMi 11. ■> I

chimique la quantité du gaz fournie dans un temps donné par la décomposition de l'eau : ce fut le premier emploi du voltamètre; mais ces questions ne pouvaient être résolues complètement à cette époque, attendu que l'on ne connaissait pas les moyens exacts de trouver le pouvoir conducteur des solides et des liquides.

Les travaux de Davy avaient eu un tel retentissement que l'Académie des sciences de l'Institut de France lui décerna, en 1808, le prix annuel du galvanisme dont il a été fait mention précédemment.

§ VI. Phénomènes physiques produits avec de fortes piles; effets lumineux et calorifiques.

M. Biot (50) avait annoncé que la production de la lumière était due au passage rapide de l'électricité au travers de l'air, qui , étant fortement comprimé, s'échauffait, et dégageait alors assez de chaleur pour qu'il y eût émission de lumière. Davy examina jusqu'à quel point cette opinion était fondée; on savait déjà que les couleurs de la lumière varient suivant la force de l'étincelle et la pression du gaz qu'elle traverse , et qu'elles dépendent aussi de la nature du corps dont on tire des étincelles (51).

Davy (52) disposa un appareil dans lequel il avait fait le vide sur le mercure, sur d'autres métaux en fusion et sur diverses dissolutions; en opérant la décharge d'une bouteille ou d'une batterie, il obtint les résultats suivants : le Vide mercuriel parfait est perméable à l'électricité, et il devient lumineux, soit par l'étincelle ordinaire, soit par la décharge d'une bouteille de Leyde. Quand le tube est très-chaud, la lumière électrique se montre dans la vapeur mercurielle avec une couleur verte vive et de grande intensité; à un froid de 20" au-dessous de zéro du thermomètre de Fahrenheit , la lumière est excessivement faible ; pendant l'ébullition du mercure , la lumière a le plus grand éclat.

Les conséquences suivantes résultent de toutes ses expériences : la lumière électrique dépend principalement de quelques propriétés qui appartiennent à la matière pondérable à travers laquelle passe l'électricité ou qu'elle entraine avec elle ; l'espace où il n'y a pas de quantité appréciable de cette matière est capable d'offrir les phénomènes lumineux , mais cela résulte probablement de ce que les particules superficielles des corps, entraînées par les décharges électriques, deviennent incandescentes, et produisent alors les apparences lumineuses observées.

•j2 DE L ELECTHICITE El DU MAI. .\ ET I s M II.

Cette dernière opinion, qui a été une des bases de sa théorie êlecjtro- chimique, a été partagée par Berzélius, qui pensait que la chaleur était produite dans les combinaisons chimiques de la même manière que dans la décharge électrique.

Les effets calorifiques dont nous venons de parler n'étaient rien, comparés à ceux que Davy obtint en 1813, avec la pile de l'Institution royale de Londres, composée de deux mille couples présentant une surface de 128,000 pouces carrés. Ayant fait passer entre deux pointes de charbon placées à peu de- distance l'une de l'autre la décharge de cette énorme pile, il se produisit une lumière dont on ne pouvait comparer l'éclat qu'à celui du soleil; toutes les substances infusibles ou jugées telles, placées entre les deux pointes de charbon, ne purent résister à une chaleur aussi forte et entrèrent en fusion. Tous ces effets ayant eu lieu dans le vide, Davy ne put admettre pour cause de la chaleur et de la lumière la combustion du charbon; il en tira la conséquence que l'une et l'autre devaient être attribuées à la réunion des deux électricités. Les particules de charbon enlevées par l'action de l'électricité, et transportées de la pointe de charbon positive à la pointe négative, constituaient le conducteur servant à la circulation du courant. L'arc voltaïque obtenu dans ces conditions est utilisé maintenant, dans certains cas spéciaux, comme puissante source de lumière.

A la même époque, Children faisait construire une pile d'une grandeur remarquable, dans laquelle chacun des éléments avait une surface de 32 pieds carrés anglais ; des fils de platine qui avaient jusqu'à 2 lignes de diamètre et d'une certaine longueur, furent rougis, et même fondus; les métaux et les oxydes infusibles à la chaleur de nos fourneaux , entrèrent en fusion. Ces expériences furent faites de 1813 à 1815.

"Wollaston fondit un fil très-fin de platine avec un seul couple voltaïque de la plus petite dimension : cette expérience et d'autres observations antérieures lui démontrèrent que, pour avoir les plus grands effets de chaleur, il fallait augmenter dans chaque couple \oltaique la surface du cuivre relativement à celle du zinc, celle-ci devant être deux fois moindre; c'est d'après ce principe qu'a été construite la pile dite à la Wollaston.

Effets physiques différents produits par chacune des deux électricités. Trémery (53) a reconnu qu'en faisant passer la décharge d'une bouteille de Leyde entre deux pointes placées l'une d'un coté d'une carte, l'autre sur la face opposée, la carte était per-

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cée vis-à-vis de la pointe négative; l'électricité positive avait donc éprouvé moins de résistance à traverser l'air que l'électricité négative; ce qui le prouvait, c'est qu'en opérant dans le vide, la carte était percée au milieu de l'intervalle entre les deux pointes.

Porret(54), en opérant avec l'électricité voltaique, a découvert que les deux électricités ne jouissent pas au même degré de la faculté de transporter mécaniquement les molécules du corps; ayant partagé l'intérieur d'un vase dé verre en deux parties avec une vessie, et qu'il a remplies d'eau , il a fait passer au travers du liquide, au moyen de deux lames de platine, le courant d'une pile de 80 éléments, il a vu l'eau s'élever dans la case négative et s'abaisser dans l'autre ; il y avait donc eu transport mécanique de l'eau par le courant allant du pôle positif au pôle négatif, comme dans l'expérience de l'arc voltaique de Davy.

Nous mentionnerons enfin les expériences d'Erfnan (55) sur une réciprocité d'action isolante et conductrice que divers corps, et particulièrement le platine incandescent de la lampe aphlogistique de Davy, exercent sur les deux électricités. Erman , dans cette dernière expérience, a considéré comme simple un phénomène composé, puisqu'il a négligé l'électricité dégagée dans la combustion et les effets thermo-électriques; nous reviendrons sur ce fait.

§ VII. Théorie mathématique des phénomènes d'électricité statique.

Lorsqu'une partie de la physique a réuni un grand nombre de faits bien décrits et mesurés, et qu'elle possède les principales lois qui les régissent, le mathématicien intervient pour les réunir tous dans une théorie générale. Au commencement du siècle, l'électricité était arrivée à ce point qu'il ne fallait plus qu'un homme éminent pour résoudre ce problème, à l'égard des phénomènes d'électricité statique. Poisson (56) , en considérant chacun des deux principes électriques comme un fluide incompressible dont les particules, douées d'une parfaite mobilité, se repoussent mutuellement et attirent celles de l'autre principe, en raison inverse du carré de la distance, et admettant, en outre, qu'à égale distance le pouvoir attractif est égal au pouvoir répulsif, a cherché la conséquence mathématique que l'on pouvait eu tirer. Les résultats qu'il en a déduits se sont trouvés parfai-

54 de l'électricité et dii magnétisme.

tement d'accord arec ceux que Coulomb avait obtenus par l'expérience.

Le géomètre français a d'abord trouvé, comme l'expérience l'avait appris àBecearia et à Coulomb, que tout le fluide électrique introduit dans un corps se porte entièrement à sa surface, où il forme une couche excessivement mince; il détermina ensuite la surface intérieure de cette couche, ainsi que son épaisseur; quant à la surface extérieure, elle se trouva être la même que celle du corps, puisque l'électricité n'était retenue que par la pression de l'air : aussi Poisson considéra-t-il l'air comme un vase imperméable de forme donnée, qui contient le fluide dans sa capacité intérieure, et résiste par la pression à la tendance qu'il a de s'échapper. La surface intérieure de cette couche se trouvant peu différente de l'autre, puisqu'elle est très-mince , pour en déterminer la forme et l'épaisseur, qui n'est pas la même sur toutes les parties de la surface, Poisson établit dans ses calculs la condition que le corps ne peut demeurer dans un état électrique permanent, qu'autant que la forme de la surface est telle que la couche entière n'exerce ni attraction ni répulsion sur les points qui se trouvent dans son intérieur. Quand le corps est une sphère, les deux surfaces de la couche électrique sont également sphériques. Il en est de même avec un ellipsoïde : la surface est également un ellipsoïde concentrique et semblable ; son épaisseur est la plus grande au sommet du grand axe, et la moindre au sommet du plus petit; les épaisseurs aux deux sommets sont en raison des longueurs des axes. A l'extrémité d'un cône, la pression deviendrait infinie si l'électricité pouvait s'y accumuler; mais, comme la pression ne saurait faire équilibre à la résistance de l'air qui est d'une valeur finie, l'électricité s'écoule : tel est le pouvoir des pointes. Poisson a démontré effectivement que, sur un ellipsoïde allongé de révolution, la pression est d'autant plus considérable aux deux pôles que l'axe qui les joint est plus grand par rapport au diamètre de l'équateur; l'une et l'autre pression sont dans le rapport du carré de l'axe du pôle au carré du diamètre de l'équateur.

Poisson s'est occupé ensuite d'un cas plus composé , celui où plusieurs corps électrisés et conducteurs sont placés à des distances telles qu'ils peuvent exercer des actions par influence les uns sur les autres ; il a déduit de ses formules des résultats absolument semblables à ceux que Coulomb avait trouves par l'expérience dans les mêmes circonstances.