CHAPITRE Vil

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

Courants thermo-électriques. Les circuits métalliques donnent aussi lieu à des phénomènes électriques quand la température n'est pas la même dans toutes les parties. M. Seebeck a découvert ces effets en 1823 (41) en montrant que, dans un circuit composé d'un barreau de bismuth et d'une lame de cuivre soudés bout à bout, si l'on chauffe l'une des soudures, il se produit aussitôt un courant électrique allant du bismuth au cuivre; avec l'antimoine et lo cuivre, le courant est dirigé en sens contraire.

M. Yélin (42) montra qu'il suffisait de chauffer l'une 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 Técrouissage. 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 môme 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 i\% 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-t-eile un obstacle, là où il existe il y a séparation des deux électricités.

15ft DB l'ÉLECTBICITR ET DU yAO^SKTISME.

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

M. Becquerel , en composant des circuits avec différents métaux, a fonné un tableau dans lequel ces derniers sont rangés suivant leur pouvoir thermo-électrique, les plus électro-négatifs étant en tête. Ce tableau est le même que celui des pouvoirs électriques de frottement des métaux; on a vu (page l-i6) que, dans ce dernier cas, il était probable que l'effet était dû à Tébranlement des molécules. Le pouvoir thermo-électrique d'un métal est la faculté qu'il pos* sède de produire une certaine quantité d'électricité dans son contact avec un autre métal, à une température donnée; M. Becquerel a fait connaître une méthode pour le déterminer.

Les expériences do M. Becquerel l'ont conduit aux conséquences suivantes : 1* La chaleur spécifique, et probablement le pouvoir conducteur, interviennent dans la production des phénomènes thermoélectriques.

^ L'intensité du courant, quand deux soudures contiguês n'ont pas la même température, est égale à la différence des intensités 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.

V Dans la plupart des cas, l'intensité du courant ne crott proportionnellement à la température que jusqu'à lOO».

Ty*" Dans différents circuits, notamment dans ceux de fer et d'argent, de zinc et d'argent ou d'or, les effets thermo-électriques changent au moins une fois de signe en élevant la température.

6» Pour des différences de température qui ne dépassent pas 20% 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 (confirmés par plusieurs physiciens.

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

CUAPITBE VII. 157

thermo-électriques dans cette circonstance^ et en s'appuyant également sur d'autres faits, a cherché à prouver, contrairement à l'opinion de M. Becquerel, énoncée plus haut, que dans Tinégaie propagation de la chaleur dans un métal, homogène, il ne saurait y avoir développement d'électricité. 11 a annoncé que dans les circuits homogènes, mais formés de fils d'inégal diamètre ou contournés, les effets électriques qui peuvent se manifester sont dus à une différence dans récrouissage ou la dureté des parties contiguës. Peltier avait déjà montré, bien avant M. Magnus, qu'une différence dans l'écrouissage était une cause de production d'effets thermo-électriques; mais cela n'infirme pas les effets cités plus haut et obser\'és avec des fils de platine ou d'or coupés et posés en croix Tun sur Faiitro; l'explication de M. Becquerel est encore là plus simple. Quant aux effets négatifs que présentent les métaux liquides, on ne peut 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, Trantz, 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 baiTC de ces métaux. En mettant en contact deux barres d'antimoine ou de bismuth dont le clivage était perpendiculaire h 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 (48) 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 indiciue la 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 équatoriale, et avec d'autant plus de facilité que l'angle des pkuis

158 li£ L'£tECTBIClTÉ ET DU MAG?iÉTlSME.

principaux de clivage est plus grand. En mettant succeâsivenieot en contact Tun des deux cubes d'antimoine ou de bismuth avec des cubes d'autres métaux . les courants diffèrent considérableroent en intensité^ suivant que le plan de clivage de Tua des deux premiers métaux est placé axialement ou équatorialement par rapport à la surface de contact où l'on applique la chaleur.

M. Matteucci a avancé que rinfluence du plan de clivage, comme dans le diamagiiétisme^ tient à ce que les molécules sont plus rapprochées dans la direction de ces plans que dans la direction perpendiculaire. Il est parvenu effectivement à produire dans lu 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 (^9) ; mais le phénomène tel qu'il a été observé est compliqué des effets résultant de rinégalité de température des deux lames, car une lame chaude est négative par rapiK)rt à une lame froide plongée dans la même dissolution sahne. Quant aux métaux fondus, ainsi qu'on Ta vu plus haut, ils ne manisfestent aucun effet thermo-électrique.

Piles Uiernio-électriques. Fourier et Œrsted (50) sont les premiers qui aient eu l'idée, en 4823, 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 croit, 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. Poggcndorf (51), une pile dans laquelle on emploie le fer et un alliage composé de nickel et de cuivre, c'est-à-dire le maillcchort, donne, à égale tempe* rature, 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 ser>'i si heureusement ])Our étudier les propriétés de la chaleur rayonnante. La pile de Nobili se composait de six petits cx)uplcs, bismuth et antimoine^ disposés en couronne et placés dans une boite cylindrique, 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 Melioni réunis.

Melloni (53) a donné plus de sensibilité à cette pile en la composant de cinquante petits barreaux égalenient de bismuth et d'antimoine^ et les disposant du reste à peu près comme l'avait fait Nobili. La sensibilité de l'appareil est telle que^ si l'on 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 l'aiguille aimantée. On gradue cet appareil^ par comparaison, pour le faire servir à la mesure des tenjpératures. M. Melioni , 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 raiguifle aimantée, a trouvé que, pour des déviations de l'aiguille allant jusqu'à 20°, Tintensité du courant est proportionnelle à la déviation.

M. Becquerel, en 4826 (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 , l'une de cuivre et l'aubre 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 Hreschet (54*) sont arrivés aux conséquences suivantes H° il existe une différence bien marquée entre la température des muscles et celle du ligsu cellulaire dans l'homme et les animaux : dans l'homme elle varie de4°,25 à 2°, 2»; 2" la température des muscles éprouve des variations par la eontraction, le mouvement et la compression ; 3» il existe une différence de plus d'un demi-degré entre la tem- |>ératiure du sang artériel et celle du sang veineux, etc. , etc.

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

160 DE L LLE^TBIclTL ET Ui; KAGl>ETIS1IE.

piexe3 qu'il est trës-difficile quelquefois d'avoir des détermiiialioiis exacte».

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 desfoameaux 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 on de leurs bouts au moyen de deux crochets passés l'ou dans Tautre, ou bien enroulés Tun sur l'autre , les deux bouts libres étant mis en rapport avec un multiplicateur. Les pcrints 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 13dO". iOSO et 780" pour la température la 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 themio- électriques h la détermination de la chaleur dégagée dans le frottement (57). 11 semble résulter de ses expériences que les surfaces qui ont le plus grand pouvoir absorbant sont celles qui s'échauffent le plus dans le frotteiiiciit.

M. Feltier 58;, en disposant convenablement deux couples lliermo-électriques de façon à former une pince, a pu étudier les actions calorifiques produites dans des conducteurs métalliques traversés par des courants électriques.

M. Fouillet(59; a construit également en 1836 un appareil thermoélectrique pour mesurer les plus hautes températures, comme les plus basses. 11 a donné le nom de pyromèlre magnétique à cet appareil. Le couple actif est composé d'un canon de fusil et d'un fil de platine partant du milieu do la culasse où il est incorporé à la niasse de fer et isolé du canon : ces deux éléments ayant été mis en communication avec une boussole, on place la culasse dans le foyer de chaleur. En comparant la marche de l'intensité du courant électrique développé à celle du pyromètre à air, il a vu que Tintensité 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 d'un appareil thermo-électrique à celle d'un thermomètre étalon;