CHAPITRE V

Vitesse de propagation de l'clectriciM.

Nous avons parlé jusqu’ici des courants électriques et des différences de conductibilité des corps, mais il est nécessaire d’indiquer avec quelle vitesse l'électricité se propage. Quant au mode même de propagation , on ne suit rien de certain sur ce point; nous nous reportons à ce que nous en avons dit dans le livre premier en parlant des hypothèses émises sur l’origine de l’électricité.

Lors des premières expériences faites avec la bouteille de Le y de, on chercha à s'assurer si la vitesse de transmission de l’électricité à une certaine distance pouvait être appréciée; les recherches d'Otto de Guéricke, de Grey, celles de Lemonnier, de l’abbé Nollet, faites avec une bouteille de Leyde dont la décharge passait dans un circuit formé par six cents personnes, montrèrent que le temps de la transmission de l'électricité d’une extrémité à l'autre de la chaîne n’était pas appréciable. Ce n’est qu'en 1834 que M. Wheastone fit connaître un moyen de mesurer la durée de l'étincelle; dès lors, on put se former une idée de l’énorme vitesse de propagation do l’électricité, qui est de l’ordre de grandeur de celle de la propagation de la lumière.

L’appareil à l'aide duquel M. Wheastone a déterminé la vitesse de l'électricité consiste en un miroir tournant autour d'un axe vertical avec une très-grande rapidité ; on place en avant de ce miroir deux boules situées sur une même ligne verticale, et destinées à faire éclater entre elles une étincelle. Si l'on examine l’image de l’étincelle par reflexion dans le miroir quand celui-ci est fixe, ou voit une ligne lumiueuse verticale, parce que le passage rapide d'un point lumineux parait une ligne continue, par suite de la persistance des impressions lumineuses sur la rétine. Mais si l’électricité met un certain temps à passer d'une boule è l’autre , et que le mou-

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vement de rotation du miroir soit extrêmement rapide, alors l’étincelle devrait paraître une ligne inclinée dans le sens du mouvement de rotation. Pour réaliser cette expérience et afin d'augmenter la longueur de la route parcourue par l’électricité, on place verticalement au-dessus l’une de l’autre plusieurs systèmes de boules semblables aux précédentes et dans les mêmes positions vis-à-vis du miroir, puis on interpose le circuit métallique que parcourt l’électricité entre deux systèmes de boules. Alors l’électricité éprouvant un retard dans son passage à travers le fil , les images des étincelles sur le miroir tournant au lieu d’être sur la même ligne verticale, paraissent placées sur une ligne brisée. M. Wheastone put déduire de ses recherches que la vitesse de propagation dans un fil de cuivre était environ de 460,000 kilomètres par seconde.

Depuis cette époque, les dispositions des fils servant à la télégraphie électrique engagèrent plusieurs physiciens à employer ces longs circuits pour étudier la vitesse de projwgation de l’électricité. En 1840, M. Walker, en Amérique, fit usage des télégraphes électriques pour déterminer les différences de longitude, et s’aperçut bientôt que la durée de transmission des signaux n’était pas négligeable, et indiquait une vitesse de propagation de l’électricité «le 30,000 kilomètres par seconde, nombre quinze fois plus faible que celui donné par M. Wheastone.

MM. Fizeau et Gounelle entreprirent, en 1830, de nouvelles recherches sur les fils télégraphiques des chemins de fer de Paris à Rouen et de Paris à Amiens, en se servant du procédé suivant : On interrompait un courant à des intervalles très-rapprochés et simultanément dans deux points très-éloignés d’un conducteur, puis on observait dans un galvanomètre les déviations pr«xluites, lesquelles variaient avec le nombre des interruptions et devenaient maxima pour un nombre d’interruptions, et minima pour un autre. Les nombres qu’ils ont obtenus seront indiqués plus loin.

D’autres physiciens ont également cherché par différentes méthodes la vitesse de l’électricité dans les fils métalliques, et nous citerons entre autres MM. Guillcmin et E. üurnouf , qui ont opéré par un procédé analogue à celui dont MM. Fizeau et Gounelle avaient fait usage, mais en se servant seulement d’un galvanomètre à un fij, et en ramenant à chaque interruption le fil conducteur à l’état naturel. Voici, du reste, une indication de leur mode «l’expérimentation.

Soit un long fil métallique isolé et rectiligne: à l’une de sesextré-

PHÉNOMÈNES GÉNÉRAUX

MT

mités, mais sans le toucher, se trouve l'un des pôles d’une pile voltaïque dont l’autre pôle communique avec le sol; à son autre extrémité, mais sans le toucher non plus, est fixé le fil d’un galvanomètre dont l’autre bout plonge dans la terre. Si au même moment on fait toucher un des bouts du fil à la pile [et l’autre au galvanomètre, le courant passe dans le fil, le parcourt, et parvient enfin au galvanomètre, dont il dévie l’aiguille. Or le courant met un certain temps à parcourir le fil : si la durée des contacts est assez longue, il franchit le second point de communication et dévie l’aiguille aimantée ; mais, si les contacts durent trop peu , le courant lancé dans le fil n’arrive pas jusqu’au galvanomètre, et ce dernier reste immobile. En diminuant peu à peu cette durée, on devra arriver à un temps précis pour lequel toute déviation cessera : ce temps sera celui que l’électricité mettra à parcourir le fil.

En approchant de ce point, l’impulsion imprimée à l’aiguille par le peu d’électricité qui passe dans le galvanomètre sera très-faible, si on ne fait passer le courant qu’une seule fois dans le fil. Mais, en établissant et en supprimant les contacts un très-grand nombre de fois par seconde, on multipliera les impulsions, et on les rendra plus sensibles en les accumulant. Or le fil, durant chaque contact, sc charge d’électricité ; si dans les intervalles elle ne se décharge pas dans le sol, au contact suivant elle agira sur l’aiguille du galvanomètre, et cela indépendamment de la longueur du lil et de la vitesse du courant. TTest pourquoi , dès que le fil ne communiquera plus avec la pile ni avec le galvanomètre , il devra être mis en communication directe avec la terre, et il sera ainsi ramené à l’état na- turel avant l’arrivée d’un nouveau courant. Cette décharge du fil permet d’accumuler les impulsions sur l’aiguille et de déterminer le zéro avec précision.

En opérant, par ce procédé, les interruptions et les communications avec le sol du fil de fer de 164 kilom. de longueur parallèle au chemin de fer de Toulouse à Foix , la déviation d’abord trèsgrande dans le galvanomètre, pour une vitesse de trois ou quatre tours du commutateur par seconde, décroît par degré jusqu’à vingt et un tours; elle est à ce moment moitié de ce qu’elle était au début, puis elle augmente régulièrement j>our des vitesses de rotation plus grandes, et approche de la déviation première quand la v itesse est de quarante ou cinquante tours par seconde. Ainsi l’aiguille ne revient pas au zéro lors du minimum d’action ; cet effet est attribué à un courant induit qui se manifeste dans les fils parallèles dont

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se compose le circuit, et qui se produit toujours avec la même intensité dans toutes les circonstances.

Les déterminations faites jusqu’ici ont donné les résultats suivants pour les vitesses de l’électricité :