THÉORIE DE LA FORMATION DES GOUTTES ETC

en général, la même épaisseur dans toute son étendue, de sorte que sa transfornlation ne s'effectue pas en même temps partout; de là les irrégularités signalées par M. Hagen.

Quand, au moyen d'un fil transversal, on détermine une échancrure dans le disque liquide, la pression capillaire doit également refouler les deux bords de celle-ci en y formant des bourrelets, bien que la présence de ces derniers ne soit point signalée par M. Hagen et par Magnus. Chacun de ces bourrelets constitue aussi une figure allongée qui doit, pendant le trajet du liquide dont elle est formée, se résoudre en petites masses, et ces masses, dès qu elles sont libres, doivent s'échapper dans les directions mêmes de leurs mouvements de translation ; de là les gouttes lancées par les bords de Téchancrure, et leurs directions tangenti elles. En outre, dans ces mêmes bourrelets, il n'y a point d'extension du liquide, et conséquemment la tension ne peut amoindrir la vitesse ; celle-ci, on le comprend, n'est que faiblement altérée par l'adhérence latérale des bourrelets avec la lame, et les gouttes qui prennent leur origine dans ces bourrelets doivent ainsi être projetées beaucoup plus loin que les autres, comme l'a observé Magnus.

Enfin on peut montrer aux yeux un bourrelet se formant au bord libre d'une lame, son retrait rapide et sa conversion subséquente en masses isolées; il suffit, pour cela, de s'arranger, dans l'expérience du § 368, de manière que l'une au moins des deux lames planes d'huile ait une assez grande épaisseur; alors son retrait, quand on l'a crevée, s'effectue avec assez peu de rapidité pour qu'on distingue parfaitement un bourrelet tout le long du bord de l'ouverture, bourrelet qui, parvenu à l'anneau métallique, y constitue l'anneau liquide régulier que

nous connaissons^ et qui ne tarde pas à se résoudre en petites masses.

Dans cette expérience, il est vrai, la lame est formée d'un liquide en repos et le bourrelet marche du centre à la circonférence, tandis que, dans les expériences de Savart, le liquide de la lame est en mouvement, et le retrait s'effectue de la circonférence vers le centre ; mais ces différences n'ont évidemment aucune portée théorique dans la question.

§ 427. Il est clair que, toutes les fois qu'une lame présentera un bord libre, la forte pression capillaire à ce bord y déterminera, comme dans les cas ci-dessus, la formation d'un bourrelet, et que celui-ci se résoudra de même en masses isolées : c'est ce qui arrive, par exemple, ainsi que je l'ai dit (§ 235), à l'égard des lames qu'on développe en lançant le liquide obliquement en l'air. Dans certaines circonstances, le liquide qui constitue le bourrelet est animé d'un mouvement de translation dans le sens de la longueur de ce bourrelet, comme aux deux bords de l'échancrure produite dans un disque liquide de Savart, aux bords des lames résultant de la rencontre de deux veines qui forment un angle entre elles (§ 234), etc.

§ 428. Les mêmes principes vont nous servir à rendre raison d'un fait mystérieux décrit d'abord par Hooke (§318), puis par Leidenfrost (§321), et que Fusinieri a cherché à expliquer (§ 324) en partant de sa théorie ; je veux parler de l'explosion des bulles. Il résulte des obsei>vations, que le phénomène est le plus prononcé quand la lame est arrivée à une très-grande minceur : alors, comme on l'a vu, elle fait entendre en éclatant un bruit perceptible, et se convertit en une sorte de poussière liquide qui est emportée à plus d'un mètre de distance.

On ne peut admettre qu'à l'instant même où la lame se perce en un point, tout le reste de cette lame se change simultanément en minimes gouttelettes : une semblable transformation échapperait à tout principe théorique ; d'ailleurs il suit du résultat du § 121 que la pression exercée sur l'air intérieur par une bulle de savon de 5 centimètres de diamètre, comme celles de Leidenfrost, équivaut à la pression d'une colonne d'eau n'ayant qu'environ O'^^'jé de hauteur (i); or cette addition si faible à la pression atmosphérique extérieure ne peut déterminer qu'une diminution insensible du volume de l'air contenu dans la bulle, et conséquemment, si la lame se transformait en globules sur toute son étendue à la fois, l'air intérieur, si peu comprimé, et trouvant, en outre, une infinité d'issues en même temps, ne pourrait prendre, en se détendant, qu'un mouvement presque nul ; dès lors pas d'explosion et pas de transport notable des globules.

Il faut donc, de toute nécessité, que la conversion en globules s'effectue successivement, à partir d'un premier point, où la rupture s'est faite. D'après cela, voyons comment les choses doivent se passer. Dès qu'une petite ouverture s'est formée, elle s'accroît rapidement par le retrait de la lame ; mais, en même temps, un autre eflfet se produit, savoir la génération d'un bourrelet tout le long du bord de l'ouverture, ainsi que nous l'avons vu dans la lame d'huile du § 426 ; et comme, à cause de la grande minceur de la lame d'eau de savon, les dimensions transversales de ce bourrelet sont excessivement

(1) Dans le § 121, il s'agit du liquide glycérique, et non de Peau de savon ; mais les tensions de ces deux liquides ne différant pas sensiblement (§ 299), il en est de même, à égalité de diamètre, des pressions exercées par leurs ouUes respectives.

minimes, il doit se transformer en globules avec une extrême vitesse. Si, dans l'expérience de la lame d'huile, on ne voit pas le bourrelet se transformer avant qu'il ait atteint l'anneau métallique, c'est que le phénomène est considérablement ralenti (§ 379) par la viscosité de l'huile et surtout par la présence du liquide alcoolique ambiant.

Maintenant, dans notre bulle, les deux effets ci-dessus sont accompagnés d'un troisième : aussitôt qu'une ouverture existe, la bulle, nous le savons, commence à diminuer de diamètre, en chassant au dehors l'air qu'elle contenait; et, bien que la force qui agit ainsi soit faible, elle expulse l'air avec rapidité, parce qu'elle est continue et croissante, et que, d'autre 'part, l'ouverture va en grandissant : on a la preuve de cette rapidité dans une expérience de M. Henry (§ 151); or l'air ainsi vivement expulsé emporte au loin les globules ci-dessus. Mais dès que cette première série de globules est enlevée, un nouveau bourrelet se reforme au bord de l'ouverture agrandie, puis se résout également en globules qui sont emportés comme les précédents, et ainsi de suite. En conséquence de la ténuité de la lame, toutes ces générations de séries de globules, bien que successives, s'accomplissent en un clin d'œil, de sorte que l'observateur ne peut constater que le résultat final, savoir la présence et le mouvement de la poussière liquide dans l'air environnant.

On le voit, cette explication, qui repose sur des principes et des faits bien établis, rend compte de toutes les particularités du phénomène.

§ 429. Du reste, pour la mettre hors de doute, je l'ai soumise à une épreuve expérimentale : je me suis dit que si, dans une bulle qui éclate, la production des glo-

bules s'effectue en réalité par séries successives, il devait en être de même à Tégard d'une lame plane ; or, dans ce dernier cas, la chose pouvait se vérifier, car il suffisait que la lame, lors de sa rupture, fût très-voisine d une surface plane, sur laquelle les globules ou gouttelettes iraient marquer leurs traces.

D'après cela, on a opéré ainsi qu'il suit : on plaçait, sur une tablette plane et horizontale, une feuille d'un papier légèrement absorbant et coloré en brun pâle (papier de paille) ; ensuite on développait une lame de liquide glycérique dans le grand anneau en fil de fer qui avait servi aux expériences des §§ 186"' et 392, cet anneau avec sa lame était maintenu alors pendant quelques moments dans une position verticale, afin que l'excès de liquide vînt s'accumuler en gouttes au point le plus bas ; ces gouttes enlevées, on posait doucement l'anneau, les pieds en l'air, sur le papier. Le fil de fer qui constitue cet anneau ayant 3"°* d'épaisseur, la lame se trouvait à r""*,5 du papier. Les choses étant ainsi préparées, on crevait la lame, et, afin que le retrait de celle-ci eût à parcourir un plus grand espace, la rupture était produite généralement en un point trèsrapproché du contour intérieur de l'anneau. Pour cette dernière opération, on n'a pas employé, comme dans les autres expériences où il fallait briser des lames, une pointe de papier à filtre, parce que celle-ci aurait pu déprimer la lame et l'amener en contact avec le papier; on a fait usage dune aiguille à coudre rougie à la lampe : la lame éclate dès que la pointe de cette aiguille la touche.

Aussitôt la lame brisée, on enlevait l'anneau pour mieux obsei'ver les traces des gouttelettes ; or, à travers les irrégularités qu'elles présentaient, on a nettement

reconnu leur disposition en plusieurs séries distinctes, placées les unes derrière les autres par rapport au point de rupture. L'expérience a été répétée quinze fois, et presque toujours avec des résultats du même ordre, plus ou moins bien accusés ; c'est à peine si deux d'entre eux ont dû être écartés.

On a procédé de différentes manières : d'abord, après avoir formé la lame, on la tenait verticalement jusqu'à ce qu'il s'y montrât des zones horizontales rouges et vertes bien caractérisées, et, quand l'anneau était posé sur le papier, on crevait la lame au point où ces zones indiquaient la plus grande épaisseur. En second lieu, on ne laissait la lame verticale que pendant un temps beaucoup moindre, puis on inclinait successivement l'anneau dans différents sens pour faire disparaître les zones naissantes. Lorsque l'anneau est posé, la lame est légèrement bombée ; c'est que, pendant qu'on descend l'anneau vers le papier, la résistance de l'air fait rester le milieu de la lame un peu en arrière, et que le contact de l'anneau mouillé avec le papier est assez intime pour que l'excès d'air emprisonné ne puisse s'échapper ; on lui donnait issue en soulevant un- peu l'anneau d'un côté ; dès que celui-ci était replacé, la lame se montrait plane. En troisième lieu, on laissait subsister la convexité, et l'on attendait une minute ; on voyait alors se développer des anneaux concentriques de diverses couleurs ; enfin on crevait la lame soit en son milieu, soit près de son bord.

Je reproduis ici [fg. 104 et 105), au quart de leur grandeur, les deux meilleurs résultats ; celui de la fig, 104 a été obtenu par le second procédé, et celui de la^. 105, par le troisième; le point de rupture est en a.

Chaque série de gouttelettes se formant pendant le retrait rapide de la lame, participe de la vitesse de ce mouvement; les gouttelettes vont donc rencontrer le papier sous une très-grande obliquité, de sorte que leurs

Fig. 104. Fig. 106.

traces ne sont pas rondes, mais allongées dans le sens du retrait ; de plus, quand on les observe immédiatement après leur production, on reconnaît que la plupart présentent une suite de renflements et d'étranglements ; c'est qu'en vertu de leur forme allongée, elles ont commencé à éprouver la transformation spontanée de sembables figures, et que cette transformation a été arrêtée par l'adhérence croissante avec le papier qu'elles imbibent. Quant aux irrégularités et aux interruptions de ces ensembles de traces, elles proviennent évidemment de ce que la lame n'a pas une épaisseur égale partout (^).

(1) Depuis que mon ouvrage est à l'impression, MM. Marangoni et Stefanelli ont fait paraître le Mémoire que j'ai inscrit au § 503 sous le n*> 38. Ils ont étudié aussi, mais par un procédé tout différent du mien, et très-ingénieux, ce qui se passe lors de la rupture des bulles. Ce procédé consiste essentiellement à rendre le liquide fluorescent par l'addition d'une substance convenable, telle que de l'esculine, et à provoquer la rup-