DE LÉLECTHICITÉ ET DU MAO'ÉTISME

hypothèse celle d'Ampère^ qui consiste à regarder les forces magnétiques existantes dans un aimant comme dues à des courants électriques circulant autour des molécules^ dans des plans perpendiculaires à i'axe de ces aimants. On pourrait méme^ si Ton voulait, adopter une hypothèse mixte, et considérer les forces magnétiques terrestres comme produites en partie par la séparation des fluide? magnétiques^ en partie par des courants, attendu qu'il est toujours possible de substituer à un courant donné une certaine quantité de fluides séparés , distribués sur une surface déterminée^ et qui produisent sur tous les points emironnants le même effet que ce courant aurait pu faire naître.

Dans un grand nombre de cas, la différence entre le calcul et l'expérience est comparable aux erreurs d'obser\ation. Elle est même quelquefois inférieure à la différence qui existe entre les obser\'ations faites dans un même lieu par deux expérimentateurs exercés ; de sorte que la théorie, que Ton par\'iendra sans doute à simplifier, est déjà une expression assez exacte des faits.

Origine probable du magnétisme terrestre. La grande découverte d'CErsted, en faisant connaître un nouveau procédé d^aimantation, a fourni de nouvelles lumières pour avancer la théorie du magnétisme terrestre. En eflet, aussitôt que M. Barlow(34) en eut connaissance, il s'attacha à prouver que le magnétisme terrestre pourrait bien avoir une origine électrique, c'est-à-dire être attribué à Faction de courants électriques circulant autour du globe , comme Ampère l'avait précédemment supposé.

Ayant prouvé que le pouvoir magnétique d'une sphère de fer réside seulement à sa surface, il conçut l'idée de distribuer sur la surface du globe artificiel une série de courants électriques disposés de manière à ce que leur action tangentielle pût donner partout à l'aiguille ime direction correspondante; l'expérience vint confirmer ses prévisions : ce globe produisit sur une aiguille aimantée, soustraite à Tinfluence terrestre et placée dans diverses positions, le oiême genre d'action que la terre lui imprimait dans des positions analogues.

M.Barlow ne s'est pas dissimulé les difficultés que l'on rencontre pour expliquer Inexistence de courants électriques à la surface de la terre; mettant de côté les courants qui ont une origine voltaïque dont la production serait difficile à concevoir, il a donné la préférence aux courants thermo-électriques dus à l'influence solaire. Si la chaleur solaire pouvait produire des courants dans les matières qui

GHAPlTfilS VI. 143

Rmnent ta coiïche Superficielle du globe, toutes les difficultés seraient levées ; mais jusqu'ici onn^a rien pu découvrir de certain à cet égard. Il en est de même de Pexistence des courants hydroélectriques.

La difficulté a été la même quand on a voulu établir que le magnétisme terrestre provenait de la différence de température entre le noyau central de la terre et la croûte superficielle ^ qui est dans un état de refroidissement.

On ne saurait disconvenir que les variations diurnes et annuelles de Taiguille aimantée ne soient dues à la présence du soleil au-dessus de Phorizon : dès lors on est porté à croire que toutes les parties matérielles delà terre sont douées de magnétisme^ et que ce magnétisme éprouve des variations^ selon que ces parties participent aux influences calorifiques de Tatmosphère^ par suite de la présence ou de l'absence du soleil au-dessus de l'horizon. Nous savons, en effet, que la chaleur modifie le magnétisme des métaux qui en sont doués; que le refroidissement augmente son intensité, tandis que réchauffement la diminue ; or, comme toutes les parties de la ten'c paraissent posséder un magnétique propre, on peut supposer raisonnablement que ce magnétisme subit les mêmes modifications que les corps conducteurs par Teffet de l^échauffement et du refroidissement dus à la présence ou à Tabsence du soleil , de sorte que les effets peuvent être les mêmes que s*il existait des courants thermoélectriques à la surface du globe.

' En résumé^ on voit que, dans la plus grande partie des observatoires magnétiques de l'Europe, on s'attache à faire non-seulement des observations journalières, mais encore des observations non interrompues à certaines époques convenues de l'année , afin de saisir les circonstances locales qui peuvent exercer une influence sur les variations de la déclinaison, de l'inclinaison et de l'intensité. Il ne suffit pas de multiplier les observations, il faut encore les coordonner, faire des travaux d'ensemble, à Texemple de MM. Hansteen,Barlow, Duperrey, Quetelet, Gauss, Sabine, Lamont, etc., afin d'arriver, s'il est possible, à la théorie générale du magnétisme terrestre.

LISTE DES MÉaOlRES ET OUTRAGES CITÉS DilMS LE CHAPITRE Vf.

(1) Savants étrangers à V Académie des sciences de V Institut, t. II, p. 198.. Becquerel, Traité du magnétisme, p. 95.

(2) Annales de Mmie et de physique, t. XXXVI, p. so-

144 DE L*ÉLECTRIG1TÉ £T OU MAti MUTISME.

(3) Idem^ t. LUI, p. 248. — Traité expérimental d'électricité et de magnétisme, t. II, p. 322-328.

(4) Becquerel, Traité du magnétisme terrestre, p. 11 et soiv.

(5) Résultats avs den Beobachtungen des magnetischen VeremSt im Jahre 1836. Heraiisgegeben von Gauss und \\\ Weber. — Becquerel, Traité du magnélisme terrestre,

(6) Berquerel, Traité du magnétisme terrestre ^ p. 119.

(7) Idem, p. 125.

(8) Essay onmagnetic attraction, 1833.

(9) Connaissance des temps pour 1840. — Relation du voyage en Islande et eu Groenland sur la corvette la Recherche, t. i, 2' part. — Becquerel^ Traite du magnétisme^ p. 147.

(10) Trans. phil. (1821).

(11) Becquerel, Traité du magnétisme terrestre, p. 156.

(12) Traité du magnétisme terrestre, p. 71.

(13) Intensitas vis magneticœ terrestris ad mensuram absolatam revocata, ilivXimgue, 1883 — Becquerel, Traité du magnétisme terrestrey p. 74 elsuiv.

(Té) Comptes rendus des séances de V Académie des sciences, 1857. (14') Philos, trans., 1796.

(15) Becquerel, Traité du magnétisme terrestre^ p. 173.

(16) Annales de chimie et de physique, 1^ série, t. XXX, p. 623. t. 39, p. 369.

(17) Becquerel, Traité du magnétisme terrestre, p. 306. (17') Lois du magnétisme, par Lemonier. Introduction, p. 29.

(18) Copie d'une Lettre de Paul Lamanon au marquis de Condorcet^qw possède M. Duperrey.

(i9) Le major Sabine, Seventh report of the British Association for the advencement of science. Londres, 1834.

(20) Voyage de MM, de Humboldt et Bonpland, i^^ part.^ relation historique» t. 111, p. Clà.

(21) Mémoires de la société d'Arcueil, l. I.

(22) Phil. trans,, I8i8.— Appendice du voyage du major Sabine, et relation intitulée Pendulum, elc, 1825.

(23) Annales de chimie, L LU, p. 75.

(24) Becquerel, Traité du magnétisme terrestre, p. 381.

(25) Trans, philos. {\SZ3),

(20) Mémoires de l'Académie des sciences de Stockholm (1768). (27) Becquerel, Traité du magnétisme terrestre, p. 390. {26) Annales de chimie et de physique, t. XXX , p. 348.

(29) Idem,

(30) Becquerel, Magnétisme terrestre, p. 420,

(31) Idem, p. 423, — Mémoire comm unique àT Académie des sciences en

(31') Biot, Traité de phy s., en 2 volumes, t. II, p. 97 et suif.

(32) Mémoires des savants étrangers de l'Académie des sciences, i, III, p. 132.

(33) Becquerel, Traité du magnétisme terrestre, p. 494.

(34) Philosoph, trans., 1831, p. 99.

CHA4>ITRE VII.

Dégagement de l'électricité, principalement depuis 1820 jusqu'à l'époque

actuelle.

§ 1. Dégagement de l^éleciriciié dans les actions mècan'Kjues.

Frottement. Les effets électriques da frottement, à peu près les seuls que l'on ait étudiés dans le siècle dernier avant la découverte do la pile , ont été depuis le sujet de recherches qui ont précisé beaucoup mieux qu'on ne Tavait fait auparavant, les conditions nécessaires à leur production ; mais la quantité d^électricité qui devient libre étant bien faible, si on la compare a celle que produisent les actions chimiques, il en résulte que l'on a abandonné assez généralement cette source d'électricité, si ce n'est pour rechercher les lois et les effets de Télectriçité de tension.

Canton (1) étudia le premier d'une manière spéciale les effets électriques dans le frottement de deux corps l'un contre l'autre, et montra que Télectrisation dépendait de l'état du corps frotté et du frottoir; Wilson (2), qui fit des observations du même genre, en tira cetle conclusion importante, que, lorsqu'on frotte deux corps, le plus mou prend l'électricité négative. Wilke (2*) observa également leseffets électriques qui résultent du frottement de deux corps. D'un autre côté, Symmer (3), en 1759, avait trouvé qu'en frotlant l'un contre l'autre deux rubans de taffetas, l'un blanc, l'autre noir, le premier prenait l'électricité positive, le second rélectricité négative; mais Cigna (4), qui s'occupa du même sujet, lit des expériences plus complètes en variant l'état de la surface des rubans de soie frottés et la manière dont le frottement était exercé. Depuis cette époque plusieurs physiciens, et notamment Coulomb (5), se sont occupés de ce mode d'électrisation : ce physicien, en frottant en croix l'un contre l'autre deux rubans de soie blancs pris dans la même pièce,

146 DB LELBLTBICITE ET DU UAONETISUE.

observa que celui qui était frotté transversalement et dont les parties éprouvaient un frottement plus considérable , prenait l'électricité négative, l'autre l'électricité positive. Il a pu déduire de ses expériences une conclusion analogue à celle tirée par Wilson ^ savoir, que, lorsque l'on frotte deux corps seiH})ldbles l'un contre Pautre, celui qui s'échauffe le plus a une tendance à devenir négatif, et qu'en général les corps dont les molécules peuvent vibrer plus facilenicnt ont une aptitude marquée à prendre rélectricité négative.

M. Becquerel, qui a repris depuis les expériences de Coulomb, les a étendues, et est arrivé à la même conséquence.

Il s'introduit quelquefois dans les expériences de frottement une cause d'erreur qui a été signalée par M. Delarive ^^6), et dont les expérimentateurs n'avaient pas tenu compta : lorsqu'on frotte l'un contre l'autre deux corps qui n'ojit pas le même degré de dureté , l'un d'eux cède à l'autre une partie de sa substance , de sorte que, peu d'instants après, le frottement ne s'exerce plus entre deux corps différents, mais bien entre le corps le plus mou et la portion de œ corps qui a été déposée sur le plus dur. Les effets électriques sont alors complexes; c'est ce que M. Delarive a bien expliqué.

Les métaux, comme les corps non conducteurs, peuvent donner des effets électriques par leur frottement mutuel , soit des effets électriques de tension , soit des effets de courant appréciables à l'aide d'un multiplicateur. M. Becquerel (7), auquel sont dues ces recherches, pour trouver les effets de tension, projette l'un des deux métaux réduit en limailles sur une lame de métal tenue à la main, et recueille cette limaille sur un plateau de métal en communication avec un élcctroscope. Pour augmenter les effets, il innprime un mouvement rapide de rotation au disque de métal sur lequel la limaille est projetée. Il a trouvé, en opérant avec un grand nombre de substances, que les métaux ont une tendance d'autant plus grande à prendre l'électricité négative que la limaille est plus iine, que la température est plus élevée, et par conséquent que les particules des corps sont plus élastiques et peuvent vibrer plus facilement. Cependant les limailles des métaux oxydables et ces mêmes métaux sont positifs par rapport aux autres métaux.

M. Becquerel a également montré que, lorsque les métaux sont en lames, il suffit de mettre deux de ces lames en rapport avec un multiplicateur à til court, et de les frotter légèrement Tune contre • l'autre pour obtenir un courant; on forme aloi's un tableau, dans (.quel les métaux les plu^ éleclro- négatifs sont en tôte^ et les

CHÀPITBK Vir. 147

métaux plus électro-positifs à la fin. Â Tinspection de ce tableau, on reconnatt que la plupart des substances qui jouissent à peu près des mêmes propriétés physiques ou chimiques sont placées à côté les unes des autres.

L'effet produit est-il dû à la chaleur dégagée ou au simple ébranlement des molécules? Il est possible que reffet soit dd à la seconde causc^ car en général, un ébranlement moléculaire communiqué à un corps ne peut donner lieu qu'à une seule somme d'action qui se retrouve, soit en chaleur, soit en électricité, en sorte que, si Tun des effets physiques domine, l'autre naturellement est moins appréciable.

Peltier (8) a observé que le plus léger dérangement dans la position d'équilibre de quelques-unes des molécules d'un circuit métallique suffit pour déterminer la production d'un courant. Peut-être doiton rapporter à cette cause, l'effet observé par M. Sullivan (9), et qui consiste en ce que l'on peut obtenir un courant électrique dans un circuit fermé, où se trouve un fil de laiton et un fil de fer soudés par un de leurs bouts, en faisant vibrer Vun des deux fils, de manière à produire un son. Erman a annoncé également que dans des couples thermo-électriques, dont on parlera dans le paragraphe suivant, si Ton exerce un frottement aux points de contact, on obtient un courant électrique , comme en chauffant la surface de jonction, môme lorsque la température du circuit est déjà élevée.

Les corps réduits en poussière sont capables de s'électriser par leur frottement mutuel, comme cela se voit dans l'expérience où l'on produit les figures dites de Lichtemberg, ou figures électriques; on projette pour cela, à l'aide d'un souflet, un mélange dé soufre et de minium réduits en poussière sur un gâteau de résine sur la surface duquel on a promené les deux garnitures d'une bouteille deLeyde préalablement chargée : les deux corps se séparent; le toufre, électrisé négativement, se transporte sur les parties touchées par la garniture chargée d'électricité positive, qui deviennent jaunes ; le minium électrisé positivement laisse une trace rouge sur celles qui se trouvent chargés négativement.

Cette expérience curieuse n'a pas été faite sous cette forme par Lichtemberg; ce physicien, en 1 777 (10), observa seulement que des poussières isolées, telles que la résine, se fixaient sur les parties éleelrisées à la surface de corps non conducteurs; Deluc montra que des poussières métalliques projetées au travers d'étoffes se fixaient de la même manière ; mais c'est en 1788 (il) que W. deVillarsy

148 bl LELECTBICITE £T DU 1IAG3IÊT

lOiJiajuoiquait au roécanicien Bienvenu le moyen de ookjier les figures en se serrant d'un mélange de minium et de soufine pnigelés simultanément, substances qui se portaient chacune sur les parties électrisées différemment, comme on l'a dit plus haut. Depuis, ce sujt't a attiré l'attention d'un certain nombre de physiciens, principalement en vue de manifester la production de figures par la manière dont les parties inégalement électrisées à la surface des corps non conducfeurs condensent ou fixent les vapeurs et les poussières, et l'on a vu page 88 que M. Riess en a fait usage pour trouver le sens de la décharge induite dans la production des courants induits. Depuis cette époque, M. Boettger (12 a varié les couleurs des figures que l'on peut obtenir par le mélange de deux corps en poussière que l'on projette sur des gâteaux de résine différemment colorés et sur lesquels ou a tracé des figures dont les parties sont différemment électrisées.

Les gaz mélangés de gouttelettes d'eau sont capables de manifester des effets analogues ; si Ton a observé depuis longtemps que le gaz, on frap|.ant rapidement un verre à vitre très-sec, le rendent électrique, cet effetn'a lieu qu'autant que le gaz est humide ou emporte avec lui des gouttelettes d'humidité ou des poussières très-ténues. C'est à une action du même genre que l'on doit rapporter les puissants effets produits par la vapeur mêlée de gouttelettes d'eau (*n soHant d'une chaudière. Le fait a été obser\'é pour la première fois pai* M. Annstrong ^I3i en 1840, dans l'usine de Sigilille, près de Newcastle : il vit , non sans étonnemept, qu'un jet de vapeur, en sortant d'une chaudière à vapeur, produisait un défcagement d'électricité quelquefois très-considérable, et même plus fort que celui que Ton obtenait avec les machines électriques ordinaires. On a disposé depuis des chaudières dont les effets sont trèsénergiques , en les isolant convenablement à l'aide de pieds eu verre, recevant la vapeur sur des conducteurs également isolés, et en élevant la pression intérieure jusqu'à 8 à 10 atmosphères. Dans cette action, la vapeur emporte l'électricité positive, et la chaudière retient l'éiectricité négative. L'électricité est produite pai' hi frottement de la vapeur humide contre les parois de l'orifice, (il les effets sont augmentés en disposant lorifice de façon que le frottement ait lieu contre du bois dur, tri que du huis, et que la vapeur, avant de sortir, se refroidisse de façon à présenter un mélange de gouttelettes d'eau. Les phénomènes électriques manifestés dans ces circonstances sont les plus grands elTets de tension que