CHAPITRE VII

une lame de mica. II se passerait donc là un phénomène semblable à celui que nous offrent les piles électriques formées par des condensateurs placés à la suite Tun de Tautre.

Courants thermo-éleciriques. Les circuits métalliques donnent aussi lieu à des phénomènes électriques quand la température n'est pas la même daqs toutes les parties. M. Seebeck a découvert ces effets en i823 (41) en montrant que, dans un circuit composé d'un barreau de bismuth et d'une lame de cuivre soudés bout à bout, si Ton chautfe Tune des soudures, il se produit aussitôt un courant électrique allant du bismuth au cuivre; avec Tantimoine et lo cuivre^ le courant est dirigé en sens contraire.

M. Yélin (42) montra qu'il suffisait de chauffer Tune des extrémités d'un barreau pour produire un courant, et que l'effet dépendait de leur forme et de la manière dont toutes les parties avaient été refroidies. M. Sturgeon (43) obtint des résultats plus précis encore avec des barreaux cylindriques ou coniques de bismuth ou d'antimoine. En chauffant uniformément l'une des -extrémités d^un cylindre d'antimoine, il a constaté l'existence de deux lignes neutres dont il a déterminé la position.

M. Becquerel (44), dans plusieurs mémoires, a analysé les phénomènes thermO' électriques dans les circuits métalliques simples ou composés, en commençant par voir ce qui se passait dans un circuit où l'on ne pouvait supposer des défauts d'homogénéité provenant de la cristallisation ou de l'écrouissage. Un fil de platine, dont les deux bouts n'ont pas la même température, devient un couple voltaïque quand on les superpose l'un sur l'autre; le bout le plus chaud est négatif. On est porté à croire que le dégagement d'électricité est ici le résultat d'un mouvement moléculaire pendant la propagation de la chaleur.

M. Becquerel a fait une autre expérience qui conduit à la même conséquence : ayant fait un nœud dans un fil de platine formant un circuit fermé, il a montré qu'en chauffant à droite ou à gauche de ce nœud, il se produisait un courant allant de la partie chaude à la partie froide. Les effets sont encore les mêmes en coupant le fil en deux, superposant les deux bouts l'un sur l'autre et chauffant d'un côté ou de l'autre. M. Becquerel a inféré de là que lorsque la chaleur se propage dans une barre de métal, il s'opère une suite de décompositions et de recompositions d'électricité naturelle qui accompagnent la propagation delà chaleur; celle-ci rencontre-trelle unobatade^ là où il existe il y a séparation des deux électricités.

156 DB l'kLKCTRIGTTÉ ET DU MAGNÉTISME.

Avec les métaux oxydables les effets sont complexes, vu Finten'ention de Taction chimique.

M. Becquerel , on composant des circuits avec différents métaux, a formé un tableau dans lequel ces derniers sont rangés suivant leur pouvoir thermo-électrique, les plus électro-négatifs étant en tète. Ce tableau est le même que celui des pouvoirs électriques de frottement des métaux; on a vu (page 146) que, dans ce dernier cas, il était probable que l'effet était dû à l'ébranlement des molécules. Le pouvoir thermo-électrique d'un métal est la faculté qu'il possède de produire une certaine quantité d^électricité dans son contact avec un autre métal, k une température donnée; M. Becquerel a fait connaître une méthode pour le déterminer.

Les expériences de M. Becquerel l'ont conduit aux conséquences suivantes : !• La chaleur spécifique, et probablement le pouvoir conducteur, interviennent dans la production des phénomènes thermoélectriques.

2** L'intensité du courant, quand deux soudures contiguës n'ont pas la môme température, est égale à la différence des infensités du courant produit, quand on porte successivement chacune de ces soudures à l'une des deux températures, l'autre étant à zéro, et non à l'intensité du courant résultant de la différence des températures des deux soudures.

3" L'effet est le même, que les métaux soient en contact immédiat ou bien séparés par un conducteur quelconque.

i* Dans la plupart des cas, Pintensité du courant ne crott proportionnellement à la température que jusqu'à lOO*.

5° Dans différents circuits, notamment dans ceux de fer et d'argent, de zinc et d'argent ou d'or, les effets theitno-électrîques changent au moins une fois de signe en élevant la température.^

6» Pour des différences de température qui ne dépassent pas 80% on détermine l'intensité du courant en prenant la différence des pouvoirs thermo-électriques des métaux en contact.

Des recherches plus récentes ont été faites sur les rapports existant entre la thermo-électricité et la structure intérieure des corps, recherches qui ont jeté quelque jour sur cet intéressant sujet.

M. Matteucci (45) a démontré que le contact du mercure froid et du mercure chaud ne troublait pas l'équilibre des forces électriques. 11 en est de même du bismuth fondu à l'égard du bismuth solide. Ces faits ont été cx)nfirmés par plusieurs physiciens*

M. Magnus (46), qui a vérifié la non-production des courants

CUAPITBE VII. 157

thermo-électriques dans celle circonstance^ et en s'appuyant également sur d'autres faits^ a cherché à prouver, contrairement à Fopinion de M. Becquerel^ énoncée plus haut^ que dans Hnégale propagation de la chaleur dans un métal homogène, il ne saurait y avoir développement d'électricité. Il a annoncé que dans les circuits homogènes^ mais formés de fils dlnégal diamètre ou contournés^ les effets électriques qui peuvent se manifester sont dus à une différence dans récrouissage ou la dureté des parties contiguês. Peltier avait déjà montré^ bien avant M. Magnus^ qu'une différence dans l'écrouissage était une cause de production d'effets thermo-élecfriques; mais cela n'infirme pas les effets cités plus haut et obsenés avec des fils de platine ou d'or coupés et posés en croix l'un sur l'autre; l'explication de M. Becquerel est encore lapins simple. Quant aux effets négatifs que présentent les métaux liquides, on ne l>cut en conclure rien autre chose si ce n'est que la mobilité des particules s'oppose à l'action qui met en jeu l'électricité lors des variations de température.

MM. Yelin, Sturgeon, Matteucci, Vorsselmann de Heer^ Svanberg, Frantz^ en analysant les courants thermo-électriques produits dans des niasses de bismuth ou d'antimoine ou des circuits composés de ces deux métaux^ ont trouvé des irrégularités qu'on ne peut attribuer qu'à l'état cristallin des métaux et au plan de clivage doué d un plus grand éclat que les autres.

M, Svanberg (-47) prépara des barres d'antimoine et de bismuth , dont les unes avaient le plan de clivage perpendiculaire à leur longueur^ tandis que dans les autres Tintersection du plan de clivage était dans le sens de la longueur; les premières étaient plus négatives et les autres plus positives que toute autre barre de ces métaux. En mettant en contact deux barres d'antimoine ou de bismuth dont le clivage était perpendiculaire à la longueur^ le courant allait du chaud au froid ; tandis qu'avec celles dont la longueur était parallèle à l'intersection des deux plans de clivage, le courant allait du froid au chaud.

: M. Frantz (i8) répéta ces expériences avec des cubes d'antimoine et de bismuth ; en variant leur position, il observa les faits suivants: Dans un cube de bismuth, l'inclinaison du plan de clivage indique lu direction du courant; en chauffant les points de contact de deux cubes dont les plans principaux de clivage sont inclinés l'un à l'autre , il se manifeste un courant partant toujours de la direction cu]uatoriale, et avec d'autant plus de facilité que l'angle des pkuis

158 I)Ë L'£LECTaiClT£ ET DU MAGNETISME.

principaux de clivage est plus grand. En meltant successivement en contact Tun des deux cubes d'antimoine ou de bismuth avec des cubes d^autres métajix , les courants diffèrent considérablement en intensité^ suivant que le plan de clivage de l'un des deux premiers métaux est placé axialement ou équatorialement par rapport à la surface de contact où Ton applique la chaleur.

M. Matteucci a avancé que Pinfluence du plan de clivage^ comme dans le diamagnétisme^ tient à ce que les molécules sont plus rap^ prochées dans la direction de ces plans que dans la direction perpendiculaire. 11 est parvenu effectivement à produire dans le bismuth, par la compression^ des propriétés thermo-électriques semblables à celles que présente la cristallisation de ce métal.

Le contact de deux liquides inégalement chauds peut dégager également de Télectricité^ ainsi que Nobili l'a remarqué (49) ; mais le phénomène tel qu'il a clé observé est compliqué des effets résultant deTinégalité de température des deux laines^ car une lame chaude est négative par rapport à une lame froide plongée dans la même dissolution saline. Quant aux métaux fondus^ ainsi qu'on la vu plus haut^ ils ne manisf estent aucun effet thermo-électrique.

Piles thermo-électriques. Fourier et Oïïrsted (60) sont les premiers qui aient eu l'idée, en 1823, de former des piles thermoélectriques avec des barreaux de bismuth et d'antimoine soudés bout à bout; en chauffant les soudures alternatives, maintenant les autres soudures à zéro et fermant le circuit, ils obtinrent un courant beaucoup plus énergique qu^avec un seul couple. En effet, la tension croît, comme avec les autres piles, proportionnellement au nombre des couples employés.

Les métaux qui donnent les actions les plus énergiques sont ceux qui viennent d'être cités; cependant, d'après M. Poggendorf (51), une pile dans laquelle on emploie le fer et un alliage composé dé nickel et de cuivre, c'est-à-dire le maillechort, donne, à égale température, une force électro-motrice plus grande que le platine et le fer.

Les piles thermo-électriques n'ont été employées jusqu^ici qu^à trouver des différences de température entre deux sources. On doit à M. Nobili en 1830 (52) cette application importante de la thermo-électricité, dont M. Melloni s'est servi si heureusement pour étudier les propriétés de la chaleur rayonnante» La pile de Nobili se composait de six petits couples, bismuth et antimoine, disposés en couronne et placés dans une boîte cyUndrique> de telle sorte que les points de contact, de rang pair, se trouvaient sur une même

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face, et ceux de rang impair sur l'autre face; les deux extrémités de cette pile étaient mises en rapport avec un galvanomètre à fil court. Cet appareil fut perfectionné par Nobili et Melloni réunis.

Melloni (53) a donné plus de sensibilité à cette pile en la composant de cinquante petits barreaux également de bismuth et d'antiuioiue, et les disposant du reste à peu près comme l'avait fait Nobili. La sensibilité de l'appareil est telle que, si Ton tourne une des faces de la pile, l'autre étant couverte avec un écran, vers une personne située à plusieurs mètres de distance, le calorique rayonnant de cette personne agit suffisamment pour faire dévier Taiguillc aimantée. On gradue cet appareil, par comparaison, pour le faire servir à la mesure des températures. M. Melloni , en comparant sa marche avec celle des thermomètres ordinaires et à l'aide d'une table des rapports entre les intensités du courant et les déviations de l'aiguille aimantée, a trouvé que, pour des déviations de l'aiguille allant iusqu'à.20% l'intensité du courant est proportionnelle à la déviation.

M. Becquerel, en 1826 (54), a fait usage des courants thermoélectriques pour déterminer la température soit des flammes, soit des fourneaux, et plus tard celle des parties intérieures des animaux ^ du sol à diverses profondeurs. On explore la température des parties intérieures de Phomme et des animaux en y introduisant une aiguille composée de deux autres , Tune de cuivre et Pautre d^acier, soudées par un de leurs bouts, et en communication par les deux autres bouts avec un multiplicateur convenablement disposé et pourvu d'une table des intensités. La soudure des deux aiguilles est placée dans la partie organique dont on veut connaître la température, et Tautre jointure se trouve dans un milieu à température constante.

Dans plusieurs séries d'expériences, MM. Becquerel et Breschet(5A*) sont arrivés aux conséquences suivantes : 1° il existe une différence bien marquée entre la température des muscles et celle du lissu cellulaire dans l'homme et les animaux : dans l'homme elle varie de 4**,25 à 2°,2»; 2" la température des nmscles éprouve des variations par la contraction, le mouvement et la compression ; 3® il existe une différence de plus d'un demi-degré entre la tem- |)érature du sang artériel et celle du sang veineux, etc. , etc.

MM. Dutrochet (55) et Bergsma se sont servis du même procédé pour explorer la température des parties intérieures des végétaux et des fleurs; mais les phénomènes de chaleur sont tellement corn-

160 DE l'Électricité et du aiagketisbie.

plexes qu'il est très-difficile quelquefois d'avoir des déterminalious exactes.

M. Becquerel a employé avantageusement les mêmes appareils thermo-électriques^ en les modifiant^ à la détermination de la température des eaux du lac de Genève à diverses profondeurs.

Quant à la température des flammes (56) et à celle des fourneaux à réverbère, il a fait usage d^une aiguille composée de deux fils de platine n'ayant pas le même diamètre^ quoique très-petits^ et réunies par un de leurs bouts au moyen de deux crochets passés Tuii dans Tautre^ ou bien enroulés Tun sur Tautre^ les deux bouts libres étant JGuis en rapport avec un multiplicateur. Les points de jonction ayant été placés successivement dans trois des principales enveloppes de la flamme d^une lampe à alcool, au moyen d'une table des intensités, il a obtenu 1350«, 1080 et ISO"" pour la température Id plus élevée , la température moyenne et la température minimum que prend un fil fin de platine placé dans Tune des trois enveloppes principales de la flamme.

M. Becquerel a fait servir encore les effets thermo-électriques à la détermination de la chaleur dégagée dans le frottement (57). 1! semble résulter de ses expériences que les surfaces qui ont le plus grand pouvoir absorbant sont celles qui s'érJiauffent le plus dans le frottement.

M. Peltier loS), en disposant convenablement deux couples Ihermo-électriques de façon à former une pince, a pu étudier les actions calorifiques produites dans des conducteurs métalliques traversés par des courants électriques.

M. Pouillet(o9) a construit également en 1836 un appareil thermoélectrique pour mesurer les plus hautes températures , comme les plus basses. Il a donné le nom de pyromèlrc magnétique à cet appareil. Le couple actif est composé d'un canon de fusil et d'an fil de platine partant du milieu do la culasse où il est incorporé à la masse de fer et isolé du canon : ces deux éléments ayant été mis en communication avec une boussole, on place lacnlassedans le foyer de chaleur. En comparant la marche de lintensilé du courant électrique développé à celle du pyromètre à air, il a vu que l'intensité du courant n'était pas proportionnelle à "la température entre les limites de température où il a opéré; mais il n'en est pas de même d'un couple bismuth et cuivre.

M. Regnauld (60), en 1849, a comparé, de son côté, la marche (l'un appareil thermo-électrique à telle d'nn lh(?rmomètre étalon;