CHAPITRE VIII

ration des garnitures^ que la charge réside sur le verre, et les expériences (20*) diaprés lesquelles on observa qu'une même bouteille pouvait donner successivement diverses décharges, indices des résidus d'électricité, devaient indiquer la pénétration de l'électricité à une certaine profondeur dans le verre. Il n'est pas sans intérêt de rappeler également à cette occasion les expériences curieuses d^ Canton (20^) sur des boules en verre formant condensateurs, électrisées intérieurement, puis scellées par la fusion du verre : l'électricité se conservait pendant un temps fort long, ^t se manifestait au dehors quand le verre devenait bon conducteur en le chauffant, tandis que cette électricité ne se perdait que très-lentement dans les conditions ordinaires, par une communication lente dans le verre. Ainsi il n'existe aucun corps isolant d'une manière absolue; il n^y a que des différences dans le pouvoir conducteur de leurs molécules.

Coulomb (21), lors de ses recherches sur les lois qui régissent les attractions et répulsions électriques, reconnut la nécessité de déterminer la quantité d'électricité que perdait un corps électrisé par Tair plus ou moins humide et par les supports ; il fit cette détermination à l'aide de la balance de torsion , et arriva à cette conséquence générale, qu'un support d'une longueur quadruple isole une quantité double d'électricité.

Dans la théorie de Poisson sur l'équilibre de l'électricité à la surface des corps, on a vu que l'on avait supposé que l'électricité libre n'était maintenue sur les corps que par la pression de l'air ; il est plus probable que l'air agit, jusqu'à un certain point, à la façon des corps non-conducteurs, comme le sout're et la gomme laque, par la masse de ses particules et non par sa pression, car dans le vide de nos machines, les corps chargés d'une certaine quantité d'électricité peuvent rester ainsi sans qu'il y ait déperdition : en effet, les expériences de Boyle, d'Hauksbée (22), de Gray, de Dufay (23), ont montré que les corps électrisés attirent les corps légers aussi bien dans le vide que dans l'air. Mais, comme il s'agissait de corps non conducteurs, on pouvait penser qu'ils restaient chargés d'électricité en vertu de la non-conductibilité de la matière ; les expériences de M. Harris (-24-) et celles de M. Becquerel (25) ont montré que, dans le vide de nos machines, un électroscope chargé ne perd pas toute son électricité.

Lorsqu'un corps électrisé agit à distance sur un corps à l'état naturel, l'action par influence a lieu par l'intermédiaire du milieu

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qui les sépare; M. Faraday (26) a étudié ces actions et a déduit de ses recherches étendues que les corps solides présentaient des différences dans leur pouvoir inducteur, c'est-à-dire, quant à la manière dont l'induction se manifeste à distance, et conséquemment relativement à la quantité plus ou moins grande d'électricité pat* influence développée par l'intermédiaire des corps isolants solides ou liquides; quant aux gaz, ils ont offert les mêmes effets, ou le même pouvoir inducteur, quelle que soit leur pression. M. Harris et M. BelH sont arrivés à la même conclusion que M. Faraday.

M. Matteucci (27) n'a pas expliqué de la même manière les effets pn)duit8 : il a attribué la différence erttre les effets d'induction observés avec les corps solides à ce que l'électricité se propage dans la nmsse jusqu'à une petite profondeur, et cela différemment, suivant la nature du corps et sa température. D'après ses recherches, l'action par influence aurait lieu de la même manière dans les différents corps, quoique par une polarisation des particules inlermédiaires, et il n'y aurait pas de différence dans leur pouvoir inducteur, mais seulement dans leur pouvoir isolant plus ou moins grand.

Depuis les recherches de M. Faraday, M. Riess (27') a étudié d'une manière spéciale le développement d'électricité par influence, principalement dans les condensateurs. Jl a montré que les résultats deo expériences ne confirmaient pas l'explication du condensateur admise jusqu'ici, et dans laquelle le corps isolant ne jouerait qu*un rôle purement passif, et qu'il fallait tenir compte de l'in* fluence de cet isolant; il en a déduit une nouvelle théorie du condensateur en rapport avec les faits observés.

Les recherches de M. Faraday, comme celles de M. Harris, sont venues confirmer les idires de Wilson et d'Œpinus, savoir, que les roiTps isolants possèdent des propriétés conductrices faibles mais sensibles; quant au pouvoir isolant plus ou moins grand des gaz, il peut être apprécié par les résistances aux décharges électri* qtres, comme l'ont fait voir MM. Faraday, Matteucci et Masson (28) on montrant que les gaz présentent des effets bien différents; cette résistance à la décharge paraît être en rapport avec la quantité de particules placées sur le passage de l'électricité.

Diaprés ces différents travaux, il y a deux modes de propagation de réîertricité dans les corps : propagation par voie de conductibilité, de molécule à molécule, et qui peut avoir lieu dans les solides, les liquides et les gaz ; propagation par voie de décharge avec disjonction des molécules placées sur le passage de l'électricité.

CHAPITKE YIII. ld$-

La propagation de l'électricité dans certains corps médiocres conducteurs, et principalement dans les huiles, a été mesurée pav M. Rousseau, à l'aide d'un électroscope qu'il a nommé diagcmètre (29) ; dans cet appareil, la force répulsive exercée entre une tige fixe isolée, horizontale, électrisée, et une aiguille mobile, est contre-balancée par l'action que la terre exerce sur ime petite aiguille aimantée fixée à Taiguille mobile; il a trouvé, par exemple, qu'une charge électrique mettait 40 minutes à porter l'aiguille à la déviation maximum quand l'électricité traversait l'huile d'olive, tandis qu'en opérant avec l'huile de pavot, elle ne mettait que 27 secondes.

Nous avons déjà parlé, page 53, des observations d'Erman, et précédemment, page 191, nous avons cité les effets obtenus avec les flammes; mais, si nous n'insistons pas ici sur les différences que présentent les corps dits unipolaires, c'est qu'il est possible que ces différences ne proviennent que d'effets secondaires, dus à ce que les réactions chimiques produites par l'électricité apportent sur le.s conducteurs des éléments isolants qui donnent lieu aux effets observés.

Lorsque rélectricité s'écoule à la surface des corps , suivant leur nature, leur mode de cristallisation, elle ne passe pas avec une égale facilité dans toutes les directions; ce sujet a été étudié par M. Wiedeman (30) et M. de Senarmont (31) ; le premier de ces physiciens s'est servi de poussière de lycopode ou de minium, dont il recouvre la surface des corps à étudier, et, en électrisant une pointe en contact avec la surface , la poudre s'écarte uniformément ou inégalement autour de la pointe , suivant que Ton opère avec un corps amorphe ou cristallisé; d'après la différence d'écartement, on en déduit la plus ou moins grande facilité de dispersion, suivant la surface.

M, de Senarmont était arrivé en même temps que M. Wiedeman à des résultats du même genre, mais en employant un autre procédé d'expérimentation : la surface à étudier était recouverte d'une lame d'étain dans laquelle était découpée une ouverture circulaire; on plaçait le tout sous la cloche d'une machine pneumatique, et l'on amenait une pointe fixée à la partie supérieure de la cloche de façon à toucher la surface au centre de l'ouverture de la lame d'étain; en électrisant la tige métallique avec l'électricité positive, et opérant dans l'obscurité, l'électricité s'échappait dans des directions dépendant de la position des axes optiques des cristaux avec lesquels on opérait. Les résultats obtenus ont montré qu'il y a des différences dans la propagation de l'électricité à la surface des corps

196 DE l'bL£CTBIC1TÉ £T DU MAGNETISME.

cristallisés suivant des directions qui sont liées à la position des axes de ces cristaux.

On peut se demander si ces expériences intéressantes sur la conductibilité superficielle conduisent à admettre une conductibilité intérieure, ou propre, de la substance dans les mêmes proportions? C'est ce que l'on ne peut affirmer ; car si les cristaux rudimentairs, lors de leur groupement, présentent des angles dans une certaine direction, il est certain que ces saillies, invisibles à Taide des appareils, faciliteront l'écoulement de Télectricité dans cette direction. On ne peut cependant s'empêcher de reconnaître qu'il y a une liaison intime entre les propriétés optiques des minéraux et ces phénomènes, d'autant plus que M. Knoblauch (32) a observé que des cristaux suspendus entre les pôles de piles sèches prenaient une direction déterminée comme entre les pôles d'un aimant, résultat qui semble montrer une disposition à la production de phénomènes d'électricité par influence plus faciles dans certaines directions que dans d'autres.

Dans toutes les recherches faites sur la propagation de l'électricité dans les gaz, il est très-remarquable qu'il y ait une différence due à la nature de l'électricité ; en effet, M. Belli (32*) a montré que, dans l'air et dans les gaz, l'électricité npgative se dissipait plus rapidement que l'électricité positive; MM. Faraday et Matteucci ont prouvé qui si les gaz avaient le même pouvoir inducteur, leur résistance à la décharge électrique était différente, et que pour un même gaz les effets dépendaient de la grosseur des boules entre lesquelles les décharges éclataient, et qu'il n'était pas indifférent que la plus petite boule fût positive ou négative. En général, dans l'air, la perle de Télectricité négative est plus rapide que celle de la positive. D'un autre côté, MM. Wiedeman et de Senarniont ont constaté, dans les recherches citées plus haut, que les différences observées ne pouvaient être obtenues qu'à l'aide de l'électricité positive; M. de Senarmont a vu qu'avec les cristaux, l'électricité négative donnait une propagation uniforme comme avec les corps amorphes : cet effet ne proviendrait-il pas de ce que la plus grande facilité de propagation de cette électricité s'oppose à l'observation des différences observées?

CHAPITBE VIII. 107

§ III. Vitesse de Célectricile,

On a vu, chapitre !•', page 6 , que dans les premiers temps de la découverte de la bouteille de Leyde, on chercha à s'assurer si la vitesse de transmission de Télectricité à une certaine distance pouvait être appréciée ; mais, malgré la longueur des conducteurs, on ne put observer aucun intervalle de temps appréciable entre l'instant de la fermeture d'un circuit électrique à Tune des extrémités de ce circuit et celui où l'effet était produit à Pautre extrémité. Ce n'est qu'en 1834 (33) que M. Whealstone essaya de déterminer la durée d'une étincelle électrique et de trouver la vitesse de propagation de l'influence électrique dans un conducteur métallique.

M. Wheatstone fixa un miroir tournant à un axe auquel il pouvait communiquer une vitesse de 600 à 800 tours par seconde, et il disposa son appareil pour examiner les étincelles éclatant entre deux ou plusieurs. conducteurs après leur réflexion dans le miroir; il annonça alors que les étincelles paraissaient des lignes continues d'après leur durée, qui était appréciable, et que le retard que la décharge d^une bouteille de Leyde éprouvait à passer dans un fil conducteur donnait aux images des étincelles produites aux extrémités de ce fil conducteur, des positions obliques permettant de calculer la vitesse de transmission de l'influence électrique d'après la vitesse de rotation du miroir. Il arriva alors à cette conclusion, que la vitesse de propagation de l'électricité dans un fil de cuivre était comparable à celle de la lumière, et devait être de 460,000 kilomètres par seconde.

Plus ta^d, l'établissement de lignes télégraphiques permit de disposer de longs circuits isolés dans l'air, et de pouvoir estimer le temps que mettait un courant électrique à parcourir une étendue déterminée en opérant sur deux fils réunis de façon à former un seul circuit , dont les extrémités étaient près l'une de l'autre , et à produire une même action physique ou chimique à ces deux extrémités. M. Walker (34) , en 1849, s'occupa de cette détermination en Amérique, et plus tard M. Mitchel et M. Gould. Ils trouvèrent des nombres bien inférieurs à ceux de M. Wheatstone, c'est-à-dire 25,000 kilomètres, 45,000 et 30,000 kilomètres par seconde, au lieu de 460,000 kilomètres. ¥a\ 1850, M. Fizeau et Gounelle, en France (35), puis MM. Gnillemin et Burnouf , trouvèrent, par une autre méthode, en faisant passer des courants

19^ DE L'ÉLECTBTCrré KT DtT MAGNETISME.

interrompus, 180,000 et 100,000 kilomètres. Depuis, les astronomes de Tobservatoire de Greenwîch et d'Edimbourg trouvèrent un nombre beaucoup moindre que ceux de M. Walker, c'est-à-dire 12,000 kilomètres, et avec le fil allant de Londres à Bruxelles, dont une partie est sous Teau, on a trouvé seulement 4,300 kilomètres par seconde.

Le peu de concordance entre ces résultats peut être expliqué au moyen des actions par influence observées dans les fils télégraphiques souterrains et sous-marins et étudiées par M . Faraday (36) ; il est démontré, en effet, que lorsque les fils conducteurs isolés viennent à être mis en communication avec les pôles d'une pile, l'action par influence exercée sur les corps conducteurs placés à proximité, tels que l'eau ou le sol, s'ils sont plongésdans l'eau ou dans la terre, et tels que les poteaux, les fils voisins et les corps qui sont à proximité, permet à Télectricité de s'accumuler à la surface des fils comme dans des condensateurs, et il en résulte un retard dans les actions exercées de la part des fils parcourus par ce courant sur une aiguille aimantée. C'est ainsi qu^en comparant deux fils d'une longueur de 2,400 kilomètres, Fun plongé dans l'eau, l'autre dans l'air, M. Faraday a trouvé que le courant électrique a mis deux secondes pour traverser le premier d^un bout à l'autre, ce qui donnerait seulement 1,200 kilomètres par seconde à la vitesse de l'électricité , tandis que pour le second le temps a été inappréciable.

Ainsi , tout en admettant que la propagation de ^électricité est excessivement rapide, et que dans la télégraphie électrique elle peut être négligée, cependant ce sujet mérite d'attirer ^attention des physiciens, et il serait à désirer que de nouvelles expériences fussent faites, non -seulement à l'aide de la méthode de M. Wheatstone, mais encore par les autres procédés qui ont été proposés pour bien connaître Tinfluence des effets d'induction du courant sur lui-même et ceux qui sont dus aux conducteurs voisins, car cette question n'est pas encore suffisamment élucidée.

§ IV. Piles voltaïques.

Depuis la découverte de la pile, on avait cherché à modifier ce précieux instrument de façon à en rendre l'emploi plus facile et à en augmenter de beaucoup les effets tout en maintenant la constance de la production de l'électricité. On a vu, en effet, pages 34 et r)2, que Cruikshanks etWollaston avaient donné des formes plus

CRAPITBE VlII. 199

commodes à la pile de Volta. Mais ces appareils avaient les mêmes inconvénients que la pile vol laïque primitive et présentaient les méoies causes de diminution d'intensité du courant , c'est-à-dire la pola* risation des lames (voir page 169) par le transport des gai et des métaux lors de Faction électro-chimique exercée par le courant aur le liquide de la pile.

Depuis 1820^ la pile a été bien modifiée, surtout depuii» que l'on connaît les différentes circonstances de la production de réleclri» cité et l'influence de la nature des substances qui entrent dans la composition des couples; on possède^ en outre^ des moyens d'obtenir des effets d'une puissance remarquable. Deux travaux qui marquent dans Thistoire de la pile ont contribué à ce résultat^ et sont venus compléter l'immortelle découverte de Volta : le premier est celui de Ohm, publié en 1827, travail tout théorique, mais dont les résultats ont été démontrés plus tard par les expériences des physiciens, et qui fixe les idées sur l'influence de la conductibilité des éléments constituants des couples et sur les lois du dégagement de l'électricité; le second est celui publié par M. Becquerel, en 1829, travail tout expérimental, qui, en montrant les causes de la diminution de l'intensité du courant d'une pile, permit de le rendre constant au moyen des piles dites à deux li- (juides ou à courant constant. Mais, comme il arrive toujours, il s'est passé près d'une dizaine d'années avant que ces travaux, suffisamment connus, aient été appréciés des physiciens. Nous allons faire connaître successivement l'ensemble de ces deux travaux , les recherches qui s'y rapportent, et les conséquences qu'ils ont eues pour la science de l'électricité.

Zinc amalgamé. On doit d'abord parler, par ordre de date, de la propriété singulière que possède le zinc amalgamé de n'être qq^ très-faiblement attaqué par l'eau acidulée avec de l'acide sulfurique, propriété signalée pour la première fois par H. Davy en 1826. Davy s'est borné à signaler ce fait, et en outre que le zinc amalgamé est positif par rapport à du zinc pur, sans en tirer aucime conséquence; c'est M. Kempt (37j qui le premier a fait usage du zinc amalgamé dans la construction régulière des appareils voltiuque:^. Bien que l'explication de l'effet produit ne soit pas encore complètement satisfaisante, cependant l'emploi de cet amalgame dans les piles donne lieu à un courant électrique plus énergique qu'avec du zinc ordinaire (environ 2 à 4 centièmes en plus); en outre, les appareils ne fonctionnant pas, ou du moins à peine, quand