CHAPITRE X

MM. Mosci-, Lena (33) et Wartmann (34). M. Leva est même parvenu h congeler une goutte d'eau versée dans une cavité pratiquée à la soudure des deux petites barres de bismuth et d'antimoine, celte eau étant d'abord préalablement refroidie afin que le moindre abaissement de température donnât lieu au changement d'état.

Il y a d'autres métaux qui présentent les mêmes effets, mais a un plus faible degré: tels sont le fer, le cuivre, etc. M.E. Becquerel (35 . eu étudiant ces phénomènes, a pensé qu'on pouvait les rattacher aux phénomènes déjà connus. Si l'un cherche, en effet, quel sérail lis sens du courant électrique développe par une faible élévation de température des soudures qui donnent Iieii à un abaissement de température au-dessous de celle du circuit, on voit que ce eus serait le môme que celui du courant qui donne lieu, dans le passage d'un métal à l'autre, à un abaissement de température, ou, pour mieux dire. à une élévation moindre de température à la soudure de jonction. D'après cela, il a pu formuler ainsi les effets observes :

« Lorsqu'uncoiu'ant électrique, circulant dans un circuil métallique hétérogène romposé de deux métaux, arrive a la surface de séparation

de eesderniers, alors, l'élévation detempérature restant lamémedans le circuit, celle qui a lieu ii la surface de jonction dépend du sens du courant, l'intensité électrique ne changeant pas. Si sa direction est la même que celle du courant thermo-électrique auquel on donnerait naissance en chauffant ces métaux, l'élévation de température à la surface de jonction est moins forte; si celte direction est inverse de

celte du courant électrique auquel d îerait lieu réchauffement,

l'élévation de température est plus considérable. «

M. E. Bsoquerel a montré qu'en poussant plus loin cette conséquence, on serait conduit à cette conclusion qu'en formant un circuit composé de deux métaux, et chauffant une des soudures, il devrait, se produire un courant électrique qui agirait comme courant pour abaisser la température de cette soudure; alors oel abaissement compenserait continuellement une partie de réchauffement dû à la chaleur communiquée par la source calorifique, ce qui semblerait donner lieu à une \eritable absorption ou perte de chaleur. Cela indiquerait une transformation de chaleur en électricité. En tous cas, les effets calorifiques qui se manifestent aux surfaces de jonction des métaux indiquent un changement de résistance à la conductibilité, l'augmentation de température correspondant à une augmentation de résistance, et l'abaissement de température à un passage plus facile de l'électricité.

Lorsque la propagation de l'électricité a lieu par décharges intermittentes, comme dans l'étincelle électrique ordinaire ou d'induction, ou bien lorsqu'elle a lieu d'une manière continue entre deux corps polaires et constitue un arc voltaïque, comme dans l'expérience de Davy on a remarqué une inégalité constante de chaleur produite dans deux conducteurs polaires.

M. Neef a observé cet effet avec l'appareil électro-magnétique décrit page 93, et construit par lui en 1839; il a annoncé que le côté positif était plus chaud, et le côté négatif plus lumineux. Ces expériences ont été appuyées par MM. Moigno et Matteucci (30). M. Riess (37) a cherché à démontrer que la différence de lumière tenait à la production de décharges obscures. Nous devons dire cependant que le fait annoncé par M. Neef est contraire à celui que l'on obtient avec l'appareil d'induction beaucoup plus énergique, et qui a été décrit page 94; on observe en effet un phénomène inverse quant à la chaleur produite : en faisant passer les décharges continues d'induction entre les extrémités de deux petits fils de platine ou de fer, on voit l'extrémité négative, qui est la plus lumineuse , rougir et fondre alors que l'extrémité positive reste à une température moins élevée. Cet effet contraire tient peut-être à ce que l'on n'avait pas précisé exactement le sens de la décharge.

La différence dans l'élévation de température aux deux pôles s'observe aussi dans la production de l'arc voltaïque, où l'on a annoncé que le côté positif était plus chaud que le côté négatif, comme l'ont reconnu MM. Grove (38), Matteucci, Despretz, Moigno (39), etc.

Chaîna- développée dans (es couples voltaïques. Depuis Davy on a cherché à différentes reprises à prouver que la chaleur produite dans les actions chimiques, sans électricité transmise au dehors, était due à l'électricité dégagée. M. Joule a dirigé particulièrement ses recherches dans cette voie, mais il n'a pu prouver ce fait directement, quoiqu'il soit arrivé à cette conclusion, que les quantités de chaleur dégagée par la combustion des équivalents des corps sont proportionnelles à leurs affinités pour l'oxygène.

Les recherches faites dans le but de déterminer la quantité de chaleur dégagée dans les couples voltaïques, tant par suite des réactions chimiques intérieures d'un couple que dans le circuit lui-même, paraissent devoir venir à l'appui de cette assertion, il. Delarive (40), d'après le résultat de quelques expériences, a observé que lorsqu'on se sert d'un seul couple , dont le courant continu traverse des fils métalliques plus ou moins fins, la somme des quantités de chaleur

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développées dans le til et dans le liquide du couple est constante pour une même quantité d'électricité; seulement, suivant la grosseur du fil, c'est tantôt l'une, tantôt l'autre de ces deux quantités qui est la plus considérable, et ce qui semble toujours déterminer le degré de réchauffement des différentes parties d'un circuit voltaïque, c'est la résistance qu'elles présentent.

M. Favre(il), qui a traité le même sujet, a déterminé en outre directement la quantité de chaleur produite dans les actions chimiques des couples, afin de voir si cette quantité était moindre ou plus grande lorsqu'on fermait le circuit des couples pour laisser circuler l'électricité en dehors; il est arri\é à la suite d'expériences nombreuses à la même conclusion que M. Délai iw.

M. E. Becquerel (42 a montré que cette loi. ainsi que celle qui avait été indiquée par M. Joule, se déduisait des lois de réchauffement dis conducteurs par les courants électriques, et du dégagement de l'électricité; en effet, il a démontré qu'à l'aide de ces lois simples on en déduisait par une formule les deux conclusions suivantes :

1° «La quantité de chaleur produite dans le circuit total d'un couple par le passage d'une quantité donnée d'électricité est indépendantes de la résistance de ce couple; »

2° « La quantité de chaleur provenant de l'action chimique exercée sur un équivalent d'un corps dont l'altération donne lieu au courant électrique d'un couple, est proportionnelle à la force électro-motrice de ce couple. »

D'après ces résultats et les travaux importants de MM. Joule, Mayer, Clausius, Thomson, Regnault, Soret, Grove, F. Leroux, on doit faire entrer comme élément dans la discussion des actions dynamiques la considération suivante, savoir: que pendant le développement d'actions dynamiques produites à la suite de phénomènes calorifiques, il y a une certaine quantité de chaleur qui devient latente, tant que l'action dynamique s'exerce et redevient sensible quand le travail moteur n'a plus lieu; en d'autres termes, la chaleur doit être considérée comme une force vive qui peut produire de l'électricité, du mouvement, des élévations de température, etc. , niais qui n'est capable que d'une certaine somme d'action que l'on peut appliquer à tel ou tel travail moléculaire.

Effets calorifiques produits dans l'arc vollu qnte. On a vu, page 52, que Davj avait mon tié quelle était la puissance de l'arc voltaïque comme source de chaleur et de lumière. L'élévation de

température qui se manifeste alors est tellement considérable que

M. Jaequelain ( 43 ) a pu transformer le diamant en coke avant que la combustion ait lieu.

M. Despretz (44), qui a étudié la formation de l'arc voltaïque dans différents milieux , et les effets physiques produits sur divers corps, a été conduit à réunir ensemble les trois sources les plus puissantes de chaleur que l'on possède, savoir l'action solaire au foyer d'une lentille , la combustion des gaz oxygène et hydrogène, et l'arc voltaïque, et cela pour augmenter considérablement les effets produits par ce dernier seul : il a eu par conséquent à sa disposition la plus haute source calorifique qui ait jamais été formée. En se servant d'une pile voltaïque de six cents éléments, il a obtenu les mêmes effets avec l'arc voltaïque seul.

Dans une série de travaux remarquables, ce physicien a déterminé qu'elle était l'action de cette source sur les corps simples, sur les métaux et sur les minéraux. 11 a reconnu qu'il n'y avait aucun corps qui ne subit cette influence calorilique sansèli'e brûlé, fondu ou volatilisé; il a pu fondre, par exemple, des masses assez considérables de pkitine et de palladium; le silicium a été fondu en un globule rayant le verre; le charbon a pu être fondu, courbé' et soudé, et, quelle que soit sa nature, a pu être amené à l'état de graphite. Ces expériences ont été faites dans l'azote.

M. Despretz s'est occupé également de rechercher qu'elle est l'influence do la position des électrodes, de leur nature, du nombre des éléments de la pile et de leur disposition , sur la grandeur et les effets de l'arc voltaïque; il a pu déterminer les différentes conditions nécessaires à la production du phénomène et les différents effets physiques qui se manifestent lors de son action.

Nous devons citer encore parmi les nombreux résultats observés par M. Despretz le suivant : en se servant de deux électrodes en charbon, et transmettant la décharge de l'appareil d'induction dans le vide pendant longtemps, il a annoncé avoir obtenu des grains brillants ayant la dureté et l'apparence de fragments de diamant.

§ IV. Effets lumineux.

Otto de Guerieke (45), qui construisit la première machine électrique, vit le premier les petites étincelles qui se manifestaient pris de son globe de soufre ; mais ces effets étaient très-faibles, et c'est Wall (voir page 4) qui observa l'étincelle avec une certaine inten-

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site. Les effets lumineux qui se manifestent dans le vide lurent étudiés d'abord par llauksbée (i.V ,, puis par 'Watson (40), qui fil passer l'électricité dans le double baromètre de Cavendish, et par Canton, qui imagina l'expérience du grand tube vide d'air 17 .

Gray avait observé l'aigrette électrique; Deccaria (48i décrivit les circonstances de sa production et les étoiles qui apparaissent a l'extrémité des pointes. Depuis, les apparences diverses que présentent les étincelles dans les gaz rarélies et dans l'air mit éléobservéespar la plupart des physiciens qui se sont occupés d'électricité.

On a vu, page 51, quelles avaient été les recherches faites par Davy sur ce sujet au commencement du siècle, et coiiimrut ce physicien avait été conduit à admettre que la lumière électrique (Hait duc a l'incandescence momentanée des particules matérielles du milieu où passe l'électricité, et de celles que l'électricité arrache des conducteurs : nous allons voir que cette hypothèse a été vérifiée par les recherches faites depuis cette époque.

M. Faraday (l'.i a étudié d'une manière, spéciale l'aigrette et les étincelles, non-seulement dans l'air et les gaz, mais encore dans des liquides tel$,que 1 essence de térébenthine , etc. ; il a reconnu qui

l'aigrette dans [< s gaz a des caractères spécifiques indiquant que la nature du ga/. a une inllucnce plus marquée (pie (Lins la production de l'étincelle. Cet effet contraste avec le résultat obtenu quand on forme l'aigrette avec diverses substances , telles (pie le- bois, le carton, le charbon, le nitre, etc. ; dans ce cas on n'a d'autre varialion (pie celle (pli dépend de la conductibilité.

Il a montré (pie dans les étincelles, ou lors de la production des aigrettes, il y avait des parties obscures, correspondant à des décharges dites obscures et qui indiquent une communication d'éleelricile s'opérant dans des conditions analogues à la conductibilité. iVs expériences de M. llarris et de il. Etiess sont venues confirmer ces observations.

M. Masson (.'.0 ia publie une série de mémoires sur la photométrie électrique., dans lesquels il a donné les résultats obtenus en mesurant l'intensité des décharges électriques fournies par des condensateurs suivant leur forme, leur charge, l'étendue des circuits, etc.; il a pu suivre ainsi la production de la lumière en rapport avec les différentes conditions physiques de la propagation de l'électricité.

Nous avons dit précédemment, page 211, en parlant de l'inégale température des pôles de la pile, que M. Neel avait observe le premier qu'avec un appareil électro-magnétique il y avait aussi

inégalité d'action lumineuse ; ces effets ont été étudiés surtout depuis la construction de l'appareil d'induction cité page 9i, par MM. Masson et Breguet, Quet, Grove, etc., et on les obtient à l'aide de cet appareil avec une grande netteté; on reconnaît que dans l'œuf électrique, par exemple, la boule négative est entourée d'une auréole bleue, et que la boule positive est le point de départ d'une gerbe rouge violacée; nous avons dit également, page 95, que la lumière électrique présentait une stratification particulière qui a été rapportée au retard éprouvé par la décharge induite.

Lorsque l'on produit l'arc voltaïque dans les conditions ordinaires et à l'aide d'une pile d'un grand nombre d'éléments, indépendamment des effets de chaleur, cet arc émet une très-grande quantité de lumière. Cette lumière se trouve inégalement répartie, et vers les pôles elle est plus vive qu'au milieu de l'arc entre les conducteurs ; d'après MM. Matteucci, Foucault et Fizeau, Delarive, Despretz, le pôle positif est le plus brillant.

Cowpos/tiim de la lumière électrique. La lumière électrique, comme la lumière solaire et les lumières artificielles, n'est pas simple ; elle émet des rayons dont la réfrangibilité dépend de la nature du milieu traversé par l'étincelle et de celle des corps entre lesquels cette dernière éclate. Wollaston (51) en liH>~2, qui a analysé le prénlier cette lumière , a reconnu que le spectre résultant du passage de ses rayons au travers d'un prisme était formé de bandes colorées dont la composition n'était pas la même que celle de la lumière solaire.

Frauenhofler en 1817 (52) a trouvé aussi de grandes différences avec le spectre solaire sous le rapport des raies et des bandes; il a distingué dans le spectre de la lumière électrique plusieurs lignes brillantes ou parties très-claires , dont l'une , qui se trouve dans le vert, est remarquable en comparaison du reste du spectre. L'orangé renferme une ligne moins lumineuse, dont la couleur paraît être la même que cellede la ligne claire du spectre de la flammed'une lampe. M. Wheatstone (53) en 1835, en étudiant avec un télescope muni d'un micromètre la composition du spectre de la lumière électrique provenant des étincelles d'induction, observa que les couleurs varient avec la nature des métaux entre lesquels elles éclataient; il reconnut qu'avec les mêmes métaux, dans l'air ou dans le gaz, les raies brillantes que l'on voyait dans le spectre des étincelles étaient les mêmes. Ces raies ne provenaient donc pas de la combustion des métaux, mais plutôt de leur transport à l'état d'incandescence.