CHAPITRE IV

Effeto lumftieot.

Lorsque des conducteurs d'une machine électrique livrent pas-^ sage à rélectricité , et que celle-ci est en quantité suffisante/ il se manifeste une lueur tout autour d'eux ; on aperçoit même çà et là des traînées lumineuses qui s'ouvrent en éventail^ et sont accompagnées d'un bruit particulier : ces traînées lumineuses portent le nom d^aigrettes électriques. Quand la tension de Pélectricité est suffisante^ et que f on approche du conducteur un autre conducteur, il se produit entre les deux une étincelle électrique dont la longueur et Hntensité dépendent de là quantité d'électricité mise enjeu. Enfin, si la quantité d'électricité qui passe se renouvelle continuellement alors même que la tension n'efet pas très-grande, il en t'ésulte un btc comme celui que Ton obtient à l^aide d'une pile voltaîque. Dans ces différentes circonstances on observe les phénomènes lumineux de l'électricité, c'est-à-dire les différentes formes de l'étincelle électrique. L'étincelle est produite, sans aucun doute, par TîncandesceAce des particules matérielles solides, liquides ûu gazeuses, résultant du passage de l'électricité, particules provenant des milieux dans lesquels elles éclatent et des conducteurs d'où elles sont arrachées. Il est nécessaire, pour en avoir la preuve, de montrer comment la nature et l'état du milieu et des conducteurs et la tension électrique modifient ces différents effets.

Lueurs électriques et phosphorescentes. Les lueUrs électriques s'observent dans beaucoup de circonstances; lorsque l'électricité a uûe tension suffisante pour s'échapper des conducteurs, et qu'elle est émise dans toutes les directions çn donnaiit lieu à une multitude de petites décharges au travers de Tair, il en résulte une auréole lumineuse qui enveloppe le conducteur, et qui peut être rapportée aux lueurs électriques. Noiis verrons dans le livre suivant que.

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lorsque Tatmosphèrc est fortement électrique ou qu'il existe des nuages orageux^ on peut apercevoir^ la nuit^ à Pexfrémité des tiges de paratonnen*e^ sur les objets en fer que l'on tient à la main y à l'extrémité des lances ou des fusils des soldats, des lueurs qui ont la même origine. Les apparences lumineuses connues sous le nom de Castor et Foliux et de feu Saint-Elme^ qui se montrent à Textrémité des roàts^ sont dues à la même cause.

En soumettant les molécules des corps 5 des actions mécaniniques^ chimiques ou spontanées, ou à l'influence de la chaleur^ il en résulte quelquefois des effets lumineux ou de phosphorescence qui peuvent être rapportés à l'éicctricité^ attendu , d'une part^ que te phosphorescence^ de même que le dégagement de Télectricité^ a lieu dans tous les cas où l'équilibre des forces électriques est troublé, et> de l'autre, que la lumière électrique se présente à nous avec les différentes teintes que Pon retrouve dans la lumière phosphorique (Becquerel).

Lorsqu'on clive, par exemple, une lame de mica dans l'obscurité^ on aperçoit une faible lueur bleuâtre, et les parties séparées manifestent chacune une électricité contraire. La phosphorescence^ dans ce cas ^ a bien une origine électrique.

L'acide borique^ fondu dans un creuset de platine^ se fendille au moment du refroidissement^ en répandant une vive lumière qui suit la direction des fentes. Cet effet lumineux paraît être dû à la même c^use que le précédent.

De même, quand on broie dans un mortier certaines variétés de feldspath^ ou bien que l'on frappe à coups redouldés sur le feldspath adulaire, qui se clive avec facilité^ la lumière phosphorique produite dans le sens des fissures a évidemment une origine électrique. 11 en est de même du chlorate de potasse broyé foi*tement dans un mortier; cette substance pétille, devient lumineuse et jette des étincelles.

Cette propriété d'émettre de la lumière n'est pas partagée par les corps bons conducteurs de l'électricité.

Le frottement produit des effets semblables, c'est-à-dire de l'électricité et une lueur phosphorique. Nous citerons la dolomie, le spath-fluor, dont la surface est grenue, la chaux phosphatée de l'Estramadure, etc., etc.

Dans le clivage des substances minérales cristallisées non conductrices de l'électricité, la phosphorescence paraît due à la recomposition des deux électricités mises en liberté à l'instant où l'attraction moléculaire est détruite. Deseffets analogues doivent avoir

A l'electbigite- d37

lieu à Finstantoù cette même action s'exerce^^ c!est-à-dire pendant la cristallisation j en effet, le fluoritre de soàum donne, par wnte évaporaticm lente, des cristaux mibiques réguliers qui se déposent au fond du vase. Si la cristallisation s'opère dans Tobscurité, il y a scintillation, effet de phosphorescence.

Les cristaux d'acide arsenieux, pendant qu'ils: se fôrmefit-, db»nent lieu à une émission de lumière assez forte. H faut pour cela dissoudre 2 à 3 grammes d'acide arsenjeux vitneux dans 45 grammes d'acide chlorhydrique non fumant étendu de i 5 grammes d'èauj faire bouillip le tout pendant un quart dlieure, et laisser refroidir le mélange aussi lentement que ixxssible, en dirrtinuant graduellement là flamme de la larai)e d'alcool. On voit dans ^obscurité que Is^ cristallisation est accompagnée d'une forte émission de lumière : chaque cristal donne lieu à une étrnceUe (fif. Rose),

D'autres sels produisent les mêmes phénomènes j nous ctt^ens des mélanges fondus de 11 parties de sulfate de potasse et de ^ de sulfate de soude ; de 2 parties de sulfate de potasse et de 1 de chlorurade sodium; de 8 de sulfate de potasse «t de 3 de cari)onate de soude; des poids atomiques égaux de sulfate de soude et de chromete ou de séléniale de potasse, etc. Quand on dissout ces mélanges dans Teau bouillante jusqu'à saturation, ils donnant toujours de la lumière en cristallisant.

Le chlorure de calcium produit des cffetsTion moinscemarquables lorsqu'il est complètement fondu dans' son eau de cristallisation, et qu'on le laisse refroidir graduellement dans* une dbambre obsctirej . non-seulement la lumière phosphorique persiste pendant plusieurs minuteâ^ mais Ton voit encore^ distinctement de larges étincelles et des coruscations accompagnées d'un craquement dû probableipent à la contraetion soudaine de la masse ou à lacnstallisiation. Plusieurs substances- fondues présentent dés .effets analogues. \ ^

La chaleur, qui est une -cause puissante de phosphorescewe pro^ duisant uû véritable clivage moléculaire, doit donner une hicu> électrique plus soutenue..Nous nous abstenons de rapporter ici les noms des substances qui deviennent ainsi phosphorescentes tant elles sont nombreuses (Becquerel).

Dansle règne organique nous^trouvons des effets danvême genre. M. Èhrenberg, qui a étudié avec soin la lumière émise par les înfusoices et les annélidés, lesquels rendent certiaines eaux liuaîîneuses, ayant placé sur le porteK)b]et de son microscope (jte l'eau ren- * fermant de ces animalcules, a téconnu que la lue^iur^diffùse qui les

9S8 ftFFBTS OL^

6Dtoarait n'était autre que la réunion d'une muUitudb de petites étincelles qui partaient de tous les points de leurs corps ^ particuyàrement chez les annélides. Ces étincelles se succédaient avec une idie rapidité^ elles avaient une telle ressemblance avec .celles que l'on observe dans la décharge électrique^ que M. Ëhrenberg n'a pas hésité à établir leur identité.

. Diverses fleurs^ telles que la capucine et le soùoi, montrent^ diiH>n^ des phénomènes lumineux par scintillation peïidant les nuits de» plus beaux jours de Tété. Ce genre de phosphorescence ^ analogae à la phosphorescence spontanée des animaux , mériterait d'être bim constaté.

Aigrettes, On donne ce nom à des rayons électriques plus ou mdns longs qui se présentent sous des formes diverses^ lorsque la tension électrique est suffifsante et que îa décharge se fait de proche en proche au moyen des particules du milieu qui environnent les conducteurs.

On peut lés obtenir en fixant à angle droit sur te conducteur podtif d'une machine électrique^ une ti^e métallique de quelques miUimètrcs de diamètre et arrondie par le bout extérieur. La main oii doute autre surfac-e conductrice peut être approchée vers Téxti^miié pour augmenter la force conductrice.

L'aigrette obtenue avec une puissante machine et une boule dé cuivre de 18 millimètres Tle diamètre, fixée à l'une' des extrémités d^une longue tige de cuivre et terminée par un petit appendice cylindrique^ a i^pparence indiquée figure iOO. - ég. ioo. ^^ ^^^* ""® petite partie Conique brillante ati milieu de la sphère ; elle se brise soudainement ^n nnéJarge aigrette d'un grand nombre de ramifici^tons dont h lueur est p&le^ ayant un mouvement tremblé, «t accôm-' pa^né en même temps d'un claquement sourd et faible^ L'aigrette paraît continue > et oependant elle n'est pas le résultat d'une décharge instantanée; die résulta îl'ttne succession de petites décharges' entré Jesmoléctiléstjl'air se succédant rapiden[)ënt, et ce n'est qtie pal^utie iilu^' sion d^optique que sa forme est apparente j, car elles se succèdent avec ^$sez de rapidité pour faire nattré llt'sensation de continuité. • * ' .

En faisant usagé d^uhe sphère plus^ petite, l^àigrette est plus fai-^ ble,etie son, quoique moins marq«é,-est plus cotïtinu. En se -servant d'un fU à bout arrondi, Paigrette est encore moins senrible.

A l'blecthicité. ii9

Le &m, quoique plas faible, eÉt plus élevé en'hauleiir, et rend iM son musical distinct. Ce son est dû on réalité aux décbarges succeiH sives qui, arrivant chacune à des iittervall«8 presque égaux, font entendre une note définie' dont le ton monte avec; l'accroissement de rapidité et la régularité des décharges intermittentes. Ce ton dtHine une mesure facile et exacte des intervaUes^

L'aigrett« est donc, en réalité, une déclara entre un corps tnaU' vais conduelcur et un corps non conducteur, ou bien entre un corps conducteur et un corps qui ne l'est pas. Dans les circonstittlces ordl-n»res, l'aigrettfi est uiie décharge entre un corps conductetff ell'air. Dans l'air raréfié, les apparences de l'idgrutte varient beaucoup' selon lii» circonstances. Quelquefois une aigrette peut être composée de BJxà sept brancltes^lfErges, très-lum1neU«es, d'une couleui^ pourpre en quelques parties distantes de pluEieurs centimètree. Fig. m. Lorsqu'on transmet V^leclricîté dans des tobeii de

verre terminés par deux plaquesde cuivre A et a munies de pointes en lonr milieu et dans tesqaels On.' raréfie l'air, quand Id dimimition de préssioti n'est pas très-grande on a des rayons lumineux se ramifiant sur les parois du tiilie vers la pla^e négativef mais, à mesure que l'épuisement «st pitis complet^ la distincliop d^s tranches devient nroindPe, et ^ la fin toute la surface intérieure du verre est cotiVerfa" d'une lumière blanche comme dans l 'oeuf électrique. M. Faraday a obtenu l'atgretle non-^nlement' dans l'atr et les gaz, mais encofe darts des milieux' plus denses que l'air, tels que l'èsftence de tét^beti*' thincj elc', L^igrette dans les gaz a deï caract^tr spéciHqiies indiquant que la nature du gdz^a tihe'Ifl-' fluenoe-phis marquée que dans la production de, l'ëtincelle. Cet effet contraste avec le réiniltat obfenti quand on forme l'aigrelte avec divètsés substiilitt!^,' telles que le bois, le carton, le cbafbon, le nitre> etc. [' ^""~^ dans ce cas, on n'a d'autre variation que celle qàî" dépend de la conductibilité. -,

L'effet général de djmioutioî} de pression est le mêine'pour tottï les gaz : il so manifesto d'alwrd des étincelles dans les milifsàk raréfiés, qui se convertissent graduellement en aigrettes, lesquelles deviennent plus grandes et phu- distinctes dans leurï ramifications, jusqu'à ce qu'a sa degré du nf éfaction {dos grand, ées dernières

commencent à se fondre Tune dans l'autre, et finissent par donner UQ rayon hmiineux continu entre les conducteurs.

•Passojns en revue différents gaz :

Air. On obtient facilement des aigrettes positives ponrpres à des pressions ordinaires.

Oxygène, A des pressions ordinaires, l'aigrette est très-conaprimée et d*une couleur blanche foncée. En raréfiant ee gaz, la <;ouleur devient un peu purpurine : mais tous ces caractères sont bien pâles, comparés à ceux qui ont lieu dans Tair.

Agiote. Il donne des aigrettes à la surface positive avec plus de facilité que les autres gaz. Dans l'azote raréfié, elles sont magnifiques. .

Hydrogène. A des pressions ordinaires, les aigrettes sont plus belles que dans l'oxygène ; la couleur est d'un vert gris. Dans l'hydrogène raréfié, cette couleur se maintient. -

Oxyde de carbone. Les aigrettes sont plus difficiles à produire dans ce gaz. Elles sont en général coui'tes, fortes, d'une couleur verte, et possèdent le caractère de l'étincelle ,

En général, dans tous les gaz, les diverses espèces de décharges peuvent se rattacher les unes aux autres, de telle sorte qu'pn les^suit graduellement, quand elles passent de Pune à l'autre, depuis Tétincelle jusqu'à la lueur. On reconnaît en même temps que chaque décharge possède un caractère spécifique pendant tout le temps qu'elle prédomine.

Il y a une différence Irès-frappante quand on observe l^aigrétte dans Tair aux surfaces positive et négative. On disait jadis qu'une pointe chargée positivement donnait des aigrettes dans l'air, tandis que la même pointe chargée négativement donnait une<étoile bu point lumineux; mais si des pointes métall^ues s'avanëent dans l'air fibre, leurs lumières positive et négative diffèrent très-peu en apparenée, et l'on ne peut observer entré elles une différence qu^après 110 examen attentif. .L'effet néanmoins variB beauconjqp /suivant diyerses circonstances. En général, les effets produits montrent que la surface négative tend à conserver sans changement soa caractère de décharge> tandis que la surface positive dans Icis niémes circonstances admet de grandes variations^ Le caractère de l'aigrette négative n'^t pa^ affecté pai: la nature chii^ique des cionducteùrs , mais bien par leur pouvoir de conductibilité»

La raréfaction , de l'air autour d'une baliè négative ou d'une pointe émoussée facilite le développement de F-aigrelte négative; PeRet parait plus, grand que. dims l'aigrette positives Dans Fair, la

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supériorilé de raigrétte positive est bien connue; dans Tazote, elle est aussi grande et même plus que dans l'air. Dans Fhydrogène , l'aigrette positive perd une partie de èa supériorité, tandis que l'aigrette négative ne parait pas affectée; dans l'oxygène, Paigpette positive' est comprimée et faible, Faigrette négative, au contraire,, lie faiblit pas. Dans le gaz oxyde de carbone, les aigrettes sont difficiles à produire, comparativement à celleiç qu'on obtient dans l'azote; l'aigrette positive n'est pas beaucoup phis caractérisée que Taigrette négative à des pressions ordinaires ou inférieures. Il en est de même dans le gaz acide carbonique. Dans le gaz acide chlorhydrique , l'aigrette positive est très-peu supérieure à Taigrette négative, et toutes les deux sont difficiles à pi^oduire.

En résumé , on trouve que , bien qu'il y ait une différence générale en faveur de Faigrette négative sur l'aigrette positive, cette différence atteint son maximum dans Pàzote et l'air , tandis que dans le gaz acide carbonique, le gaz chlorhydrique/ le gaz oxyde de ôarbone, elle diminue et devient nulle. Tous ces effets paraissent donc dépendre 4€s rapports qui existent entre les forces électriques et les molécules de la matière soumise à leur action, €eS effets présentent encore de grandes différences, selon que les balles çoiit inductrices ou induites (voir page 40 et suivantes). Une balle induite, rendue positive, donne une étincelle presque une fois aussi longue que celle qui est produite quand la boule est inductrice et positive : il se manifeste, dans lés mêmes circonstances, quoique d'une manière moins marquée , une différence semblable avec des balles électrifeées négativement, selon qu'elles sont inductrices ou induitçs.

M. Faraday a été conduit à ces conséquences : i° que deux surfaces également conductrices, placées dans l'air et électrisées au même degré, l'une positivement, l'autre négativement, celle qui est négative se décharge dans l'air à une tension un peu plus basse que celle qui est nécessaire pour la surface positive; 2^ que, lorsque la décharge a lieu, il s'en dégage davantage, dans le même tenq)^, de Ja surface positive que de la surface négative. Ces résultats sont à prendre en considération dans Kexplicaftion des effets observés par M.Belli^yoirp..283).

Quant à l'influence de la nature dii gaz, il paraît qu'à la même pression extérieure la petite balle négative a un avantage déciidé pour faciliter la décharge sur la petite balle positive, dans quelques gaz, comme l'acide carbonique et l'oxyde de carbone, tandis que, dans quelques autres, c'est laballe positive qui peut être supérieure;

Étincelle électrique. L'étincelle électrique sa.pvoduH dans un grand nombre de cii*constances et avec différantes sonroes :Q)ectri'qqes^ telles que, les machines ord^iaires, les appareils d^induction^ et les piles méme^ lorsqu'elles sontcomposées d'un nombre considérable d'éléments et bien isolées ; cela revient à dire que 4or^ae la tension électrique est ^ufHsante^ quelle que soit la «ourûa d'électrîcitéj les mômes effets se manifestent,

La longueur, la couleur, la forme môme des 6Un<îeUes, dépendent du milieu où elles se produisent, de sa densité et de la nature des conducteurs. Nous allons étudier successivement lea différentes conditions qui peuvent se présenter.

Nous devons d'abord signaler ce fait, que les étincelles peuvent se produire au milieu des liquides et môme des solide^ comme à travers les gaz, mais avecpluà ou moins de facilité. Ainsi les étin*eelles ^ manifestent dans Peau, l'essence de tbérébentine, rbuile d'olive., la résine, le blanc de baleine et le verre lui«mâme^.Dans ce cas, ce sont les particules solides ou liquides interposéea entre les conducteurs qui spnt momentanément élevées à l'incandescence, au lieu d'être les particules gazeuses, comme lorsquô l'éUncelle éclate .dans l'air.

• jL'étincelle excisée entre des conducteurs métalliques par des ma- «lunes ordinaires se présente comme un trait de feu rarement vectiligne, mais bien fréquemment en zigzags; cet effet, est d'aut^mt plus marqué que la longueur de Féiincelle est plus grande. On attribue ce résultat à ce que l'électricité suit totijouirs la ligne de moindi-e résistance, et que Tinëgalitéde la couche d'air interposé, provenant, soit des particules diversement conductrices qui s'y trouvent, soit de la condensation des parties où l'étinceHe a corn-* mencé à éclater, fait dévier la décharge dans un sens ou dana un autre, suivant des directions qu^il est impossible àprévoir à priori. Les éclairs, comme on le verra dans le livre isuivant, reproduisent cepbénomène sur une grande échelle.

La bouteille de Leyde étincelante et les tableaux^ étùicelanta donnent le moyen d'exagérer la disposition sinueuse des étincelles^ et montrent qu'un milieu inégalement conducteur qui répare deux conducteurs de décharge produit des effets analogues à celui qui «§ manifeste habituellement dans l'-air. Ces appareils sont des con« densateurs dont une des armatures est remplacée par une couche de vernis sur laquelle se trouve une poudre, niétairique, ou de J'aventurine. Dans la bouteille étincelante <. c'est. Pawnafùreexté-

A L'i^LECTBICITR. È4%

ricure <|ui ait ainii disposée^ majii à la partie inférieure te trouve toujours une lame d'étain qui communique au sol; quant au bou» ton qui est en relation avec la garniture intérieure , il est plus rapproché de ^extrémité supérieure de la couche de vernis que ne le sont habituellement les boutoni des bouteilles de Leyde des armatures. Lorsqu'on suspend la bouteille au conducteur 4'une machine par son bouton^ la base de la garniture extéfiO)ire touchant au sol, et que l'on essaye de charger le condensateur, on voit des étincelles éclater sur la surface extérieure dans toutes les directions , et la charge de Tapparell "^q peut avoir Heu. Cet effet provient de ce que les parcelles métalliques agissent par influence comme un conducteur imparfait I àtfiervent ^ décharger continuellement le condensateur.

On obtient des effets analogues avec des tableaux magiques étincelants, c'est-àrdh'e avec des condensateurs à carreaux de verre dont une des faces est disposée comme la garniture extérieure de Jn bouteille de Leyde.

ÉiineeUe dam différents gai^. Dans l'air, à la pression ordinaire» les étincelles ont une lumière intense et une couleur bleue bien connue; on aperçoit souvent des parties claires ou obscures dans le trajet, quand la quantité de ^électricité est peu considérable^ Dans Tazote, elles sont belles et ont la môme apparence que dans Tair, mais leur couleur est franchement bleue ou pourpre, et elles sont accompagnées d'un son très-remarquable. Dans Toxygène, elles sont plus blanehes que dans Pair o udans l'azote, mais aussi brillantes. Dans rhydrogène, elles présentent une belle couleur cramoisie, qui n'est pas due à sa faible densité , puisque ce caractère s'efface quand l'atmosphère est raréfiée ; le son est faible, ce qui est une conséquence des propriétés physiqueade ce gaz. Dans le gaz 9cido carbonique, la couleur est comme dans l'air, mais i^vec une teinte verte, et les étincelles sont plus irrégulières^ Dans le gaz chlorhy* drique see, Pétincelle est presque toujours blanche sans partie ob&« cure. Dans le gaz oxyde de carbone, elle est quelquefois verte, rouge, et tantôt Pun, tantôt l'autre; quelquefois on aperçoit des parties noires dans là ligne de l'étmcelle.

Il est facile de montrer par une expérience très-simple l'influenoe des milieux sur la lumière de l'étincelle électrique. Gn prépare plusieurs tubes, comme il a été dit page ^^k, et comme on le voit représenté figure 90, de façon à pouvoir introduire dans ces tube^ des gaz différenls, et à faire éclater de» étincelles au milieu à l'aide

de fils de platine sondés dans ces tubes. On place plusieurs de ces tubes à c6té l'un de l'autre en A, A', A", de manière que le fil de

phitine b du premier touche le fil a' du second , que 1/ du second Iboche a" du troisième, etc. On fait communiquer un lil a avec une boule de cuivre isolée B, et le fil b" avec le sol ; si alors-on fait éclater une série d'étincelles enfre la boiile B et une machine électrique M, qtfftnd la distance entre B et M est suffisante , à chaque décharge il éclatera simultanément une étincelle dans chaque tube A, A', A". De plus, ces étincelles seront données par la même quantité d'électricité et auront la même longueur si les fils de pktine sont semblablement placés dans les tubes. Il est nécessaire dans ces expériences de faire éclater la décharge entre une boule B et une machine ; sans cela les étincelles ne passeraient pas en approdiant les fils de platine des conducteurs.

Si les tubes A, A', A" sont pleins d'air, les étincelles ont le même éclat; si ie premier est rempli d'hydrog^e, le deuxième de chlore, le troisième d'oxygène, on observe les effets qui ont été indiqués précédemment, c'est-à-dire qoe dans l'hydrogène la lumière de l'étincelle est rouge pourpre; dans le chlore, verdâtre; dans l'oxygène, plus blanche. Les autres gaz donneront des teintes dilTérentes, comme on l'a dit plus haut. Ainsi la lumière devient blanche et brillante dans mt gaz dont la densité est grande, tandis qu'elle s'affaiblit ou prend une teinte rouge&tre dans un milieu dont la densité est plus faSde (E, Becquerel).

Décharges ùbscuTM. Il faut remarquer que, dans l'expérience précédente, c'est ta m^me quantité d'électricité qui passe dons les tubes et' qui donne lieu simultanément à des étincelles de même longueur;4'intensité lumineuse n'étant pas la même, il faut m em-

A t ELSCTBICITE, 845

clure qu'une portion de la décharge passe^ dans cèrtattis cas, sans produire d'effets lumineux. Du reste ^ les phénomènes auxquels on a donné le nom de décharges obscures indiquent le passage de Pélectricité au travers des gaz sans efTets lumineux/ ou du moins avec des efTets lumineux beaucoup plus faibles que ceux qui se produisent à côté par Taetion de la même quantité d'électricité.

Nous citerons à ce sujet une expérience faite par M. Faraday : Soient deux tiges de cuivre de 8 millimètres de diamètre^ entrant dans une cloche de verre par une de leurs extrémité^^ et mises ensuite en contact; on raréfie l'air dans l'intérieur de la cloche^ puis on fait passer une décharge de la machine entre les tiges^ et^ pendant qu'elle est continue, les extrémités sorit séparées l'une de l'autre. Au moment de la séparation une lueur continue a lieu sûr le bout de la tige négative , tandis que l'extrémité positive reste tout à fait obscure. A mesure que la distance- augmente, une traînée de lumière pourpre ou blanche parait à l*e)Ltrémité de la tige positive et s'avance directement vers la tige négative ; ^lle s'allonge à me^ sure que l'intervalle s'élargit, mais ne se joint jamais' à la lueur négative j en sorte qu^il y a toujours entre elles un petit espace obscur. Cet espace, d'environ un millimètre et plus , est invariable en apparence dans son étendue et sa position relativement à la tige négative. Le même effet se produit, que le bout négatif soit inducteur ou mduit.

Nous avons observé des effets à peu près analogues dans Pair^ on étudiant le développement de Pétmcellé à mesure que la distance entre les deux boules chargées d'électricité contraire augmente. Quand on examine avec attention Pétincelle produite par la décharge de deux conduCteiu'S chargés d'électricité contraire qui leur est fournie continuellement, comme les conducteurs de la machine de Nrfirne en action , on observe les effets suivants : lorsque les deux conducteurs sont terminés par deux boules d'égal diamètre , placées à 4 ou 6 millimètres de distance, l'étincelle est constitilée comme il suit : du Côté négatif, un poiiit Imnîneux bien prononcé; du côté positif, également un point lumineux, mais moins' fort, et entre les deux une partie sombre violacée. Si l'on vient à écarter les conducteurs , la partie lumiileuse négative se sépare en deux parties qui s'éloignent de plus en plus à>mesure qtie l'on écarte lés deux boules. L'étincelle est alors composée de trois parties' lumineuses et de deux parties sombres violacées. A mesure que l'on écarte les boules , la {ft^rtie lumineuse qui s'est

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détachée du conducteur négatif se rapproche de la lueur^ positive et finit par se joindre à ^Ue» Alors il ne reste plus qu'une très-faible lueur du côté négatif ,. et une très-forte lueur du côté positif-. Les étincelles acquièrent une telle intensité qu'il e^ dinicite d^apercevotr aucune différence entre leurs parties (Becquerel et Ë. Becquerjel).

Dans dilTérents gaz, la décharge obscure diffère, à certains égards ^ de celle qui a lieu dans l^aip (Faraday). Les, deux surfaces arrondies indiquée^ plu» haut ayant été placées^ dans^u gi(z ohlôrhydrique^ à la pression de O'^^i^O de mercure, on a eu de bnllantes étincelles en faisant passer un courant électrique continu /tant que l'intervalle n'a été que de O^fiH ou au^lessous; mais au-dessus elles ont été remplacées par des aigrettes ramassées, intermittentes, avec des lueurs sur les deux surfaces et une partie obscure entre elles. Quand le courant, dans la machine, était simplement une étincelle, alors chaque étincelle produisait une décharge à travers l'acide chlorhydrique, qui, à un certain intervalle, devenait très-brillant; à un intervalle plus grand encore, il se manifestait une faible aigrette à l'extrémité inductrice positive, et une lueur à l'extrémité induite négative. La partie obscure se terminait entre les deux.

L'hydrogène donna fréquemment des étincelles particuhèpes dont une partie est d'un rouge brillant, tandis que l'autre est d*un gris pâle, ou bien toute l'étincelle est faible et d'un caracitère par* tic^lier.

L'azote présente uqe décharge bien remarquable entre les deux boules, dont les diamètres sont de 6 millimètres et de 5Q millimètres, loi'sque la plus petite est rendue négative directement ou par induction. La décharge particnlière se présente k des intervalles entre O»,0176 et O^OIS et même 0"',Ô37a. Quand la grande ba)le est inductrice positivement, elle consiste en une petite aigrette pai"tielle sur la petite bojule négative; il y a ensuite un espace obscur, et enfin une ligiie droite sur la grande boule positive. La position de l'espace ob«iur, quand la lueur est négative, est constmite. ^

Il est donc établi par là que l'électricité peut passer à travers certaines ma^^^i^ de gaz en ne donnant Heu qu'à des phénomènes lumineux peu intenses.

Etmcelh4€i.mles gaz raréfiés. La pression des- gaz ou des vapeurs ^U milieu desquelles, les étincelles éclatent ^ une influence non moin^ grande que leur nature, sur les effets obtenus. La quantité 4'él^qtricité nécessaire poyr produire une étincelle d/une longueur

A L BLECTRICITE.

constante est seqsiblenwnt pi-oportionnelle à la preinon du g/oi (voir Fig. 33. page 43); mais en outre de cela, s'il faut moins

d'clecd'icité pour produire une longue étincelle, ta lumière électrique donne de grandes aigrettes ou même des lueurs conrnie l'œuf électrkiue en^ déjà offert un exemple- Cûtapp^r'^il. représenté cl-contre, se compose d'un ballon de îortna ovoide Afi, dans lequel on peut raréBer l'air à volonté. Deux tiges terminées par des boules passent ^ frottement dans àes bettes à cuirs fixées aux deux douilles A et B. En mettant la tig'e nipéneure en çomniunicatiou avec le conducteur d'une machine et l'autfB avec le sol, si le videest fait dans le ballon et qu'on opère dans l'obscurité; m voit un globe de feu de teinte bleuAtre ayant ta forme du . vase qui va d'une sphère conductrice à l'autre. ^ " an fait rentrer un peu d'air, la teinte est pkui vive mais l'espace lumineux est moins grand; avec une pression inl^rieure plus forte, on aperçoit des coruscations ou des aigreties allant d'une boule à l'autre; enlin avec l'air à la pression ordinaire, à les boules sont suffisamment près, il se produit des étincelles.

Le tube vide cité, page 339, présente .des effets analogues. On peut également se servir de l'appareil nommé double baromètre, et qui montre la lueur produKe par suite du passage de l'électricité du travers du vide buométrique. II se compose d'un tube reoourbé ABC, dont lias deux tranches ayant une longueur supérieure à 76 centimètresj forment deut baromètres séparés par une partie coudée. Ces tubes plongent dans deux vases pleins de mercure et isolés A et C. L'uji communique avec un conducteur d'une liiacbine électrique ; l'autre avec le sol,.

Quand on opère dans l'obscurité, oh yoit une lueur dan&l'espBce vide B, et quipro^ vient du passage de t'é|ectricité au travers de l'espace qui sépare les parties supé* rieures des deux polonnèa mercurielles.

N8 EFFCTS DHS

On peut également employer un petit appareil qui a déjà été FigHbu. figuré page ISi^Ji propos du dégagement de

l'électricité par frottement, et qui présente facilement l'apparence des décharges électriques dans le vide baroméirique. Il se compose d'une petite roue eiî verre, formée par un tube , recourbé et renflé de distance en distance. Ce tube, a\-ant d'être fermé, faisait partie d'une chambre barométrique, et, quand on a sdudé au chalumeau la partie du tube du baromètre auquel elle tenait, on avait eu soin d'y laisser un peu de mercure. On adapte an tube un axe muni d'ime manivelle, et ce système forme une petite roue vide que l'on met en mouvement avec Ift main. Si on la fait tourner dans l'obscurité, on voit une liieur se produire dans tout le tube ; elle provient des électricités dégagées dans le frottement du mercure intérieur contre les parties du verre, et qui se réunissent continuellement. Là cause du phénomène est la même que lorsqu'on egile la colorïiie mercurîellè d'un baromètre; on apercent une lueur au haut du tube. Les expériences de Davy montrent combien I& pression et la température du gaz ont d'influence sur la lumière de Pétîncelle. Il a fait usage de l'appareil suivant : il g consiste en un tiibe ABC , auquel est adapté un robinet en C, afin de raréfier l'air dai^s la partie BG.

Il est traversé en À par une tige de platine m soudée dans le tube.

Dti mercure, au conmiencement de l'expérience, remplit la partie AB. En raréfiant l'air de BC, on fftrce la Colonne mercurielte AB à descendre dans, le tubej et entre le mercure C et la tige de plâfme m il se forme le vide barométrique. Cki comprend dès lofs qu'en faisant communiquer;^ avec un cbrps éiôctrisé ou avec le bouton d'une bouteille de Leyde ; si un fil de plaline ba, attaché au robinet, plonge en a dans le mercure, et fait communiquer dès lors celui-ci avec le sol , on pourra-faire passer l'électricité au travers de l'espace vide AC. Cet appareil peut ie placer dans un vase ren^H d'alliage fusible

Fig. iw

A l'elsctbicité. 340

qui élève sa température^ ou bien être plongé dan^ un mélange réfrigérant; ainsi on peut étudier la production de la lumière électrique dans le vide mercuriel en faisant varier les conditions de température, Davy, en opérant ainsi, a obtenu les résultat^ suivants :

Lorsqu'on élève la température du inercure dans le vide baroHiétrique, la lumière électrique se montre d-une couleur verte; en chauffant graduellement jusqu'à Tébullition du mercure, la décharge d^uhe batterie de quelques bocaux y produit une lumière très-édatante, tandis qu'en refroidissant le mercure on r.affaiblitpeu à peu, et tellement, qu'à 20 degrés au-dessous de zéro, la lumière est si faible qu'elle n'est visible que dans une obscurité très-pro* fonde. - - -

En introduisant dans le vide mercuriel la plus pi^tite quantité d'au*, la couleur ordinaire change du vert au vert de mer; par de nouvelles additions, elle passe au bleu et au pourpre. En faisant le vide au-dessus de l'alliage fusible, afm de ne pas avoir sensiblement de matières pondérables dans le vide, la lumière est pâle etd^un jaune paille. Lorsque le vide est fait sur l'huile d'oUve et le chlocuroi d'antimoine, la lumière, dans le dernier cas, est plus marquée qu'a-i vec rhuile. .•

On voit par là que les propriétés lumineuses de l'électricité appartiennent en grande partie ou plutôt dépendent de la matière pondérable à travers laquelle les. décharges sont transmises. Si on aperçoit une lueur dans la vide le plus parfait que l'on puisse produire, ondoitPattribuer à des quantités inappréciables de matièi*es qui se détachent des parois des vases dans lesquels on fait le vide.

On peut citer encore à l'appui de cette conclusion l'observation de Davy, que rétinceile d'une bouteille de Leyde peut franchir u» espace six^ fois plus- long dans le vide de la machine pneumatique que dans le vide barométrique; ainsi le prepiier contenant de Tair dilaté permet à la décharge^ de^ s'opérer entre les élémients gazeux qui s^y trouvent répandus, 4andis que ces éléments n'existant qu'en moindre pi'oportion dans le vide barométrique, l'électrieité le traverse plus difficilement. ^ , . ,

Nousi avons montré comment la nature des milieux et l^ir densité peuvent influer sur la lumière émise par les étincéljes, mais les corps entre lesquels la décharge éclate ont égalen^ent une influence très-marquée en raison des jparticules arrachées de leurs extrémités et qui sont entraînées à l'état d'incandescence. On remarque en général que 1^ lumière électrique.^t d'autant plus brillante.

aaa trrwt» dus

que les corps entre lesquels elle se produit conduisent iliieux Vê" lectricité; avec des corps mauvais conducteurs elle ^'affaiblit et prend une teinte violacée ronge. Mais on verra plus loin , quand nous parlerons de la composition de la lumière électrique , codlbien est grande llnfluence des corps entre lesquels elle se (nrodult.

Meiure de l'intensité des étincelles électriques. Nous venons de voir précédenunent que la même quantité d'électricité pouvait donner lieu à des effets différents , suivant la nature des milieux et des conducteurs; maïs il était important de pouvoir mesurer Tintensité des étincelles, afin de comparer leur puissance lumineuse dans CCS diverses circonstances. M. Masson a atteint ce but efl faisant usage d'un photomètre électrique qu'il a imaginé^ et que nous allons faire connaître.

Voici le principe sur lequel repose la construction de cet ap^reil :

Un disque de papier sur leqùelon atracé dessecieurs Uôirs et Mancs d^égale dimension, se mouvant avec une rapidité suffisante, parait d'une teinte uniforme et grîsitre, si on l'éclaird avec \ine lumière blanche permanente. Ce phénomène bien connu est dû à ta persisfaride de la sensation lumineuse sur la rétine. Lorsqu'au lieu d'une îilmièrjB fixe, on emploie nne lumière instantanée pour éclairer les secteurs, on aperçoit le disque comme s'il était fixe, les secteurs n'ayant pu 5e déplacer sensiblement pendant'la durée de la lumière. L'oeil aperce-* vaut dans ce cas, et avec une grande netteté, tous leé détails du dteque, nous acquérons déjà une notion sur son extréfne sensibilité et sur la rigidité avec laquelle s'exerce la perception des objets et se fortne notre Jugement sur leur nature. Si le disque éclairé par une lumière permanente efet Subitement illumine par une lumière instantanée, une étincelle électrique par exemple, on verra, pour une intensité Convenable de cette dernière, apparaître' les secteurs. 13i l'on' affaiblit successivement la lumière instantanée , il arrivera un Instant où les secteurs disparaîtront, et le disque pariattra éclairé d*unJé teintç uniforme. t)ans ce cas, la lumière instantanée erfuîie fraction de la lumière permanente, variable avec l'œil de l'Opérateur, mais invariable pour un même œil, les circonstôhces de vision restant les mêmes. En effet, à Causé de la persiétancé de la sensation, la place qu'occupe un secteur i^oir, ne réfléchissant pas \& lumière de réliiîcëlle, a, conservé l-éclairerîient primitif du fond; celle qu'occupe "un secteur blanc i^voie à l'œil autant de lumière que la première, plus la lumiënr dUC'à fétîncélle. Qdand llntenâW de cette

A L'BL£CtHIGlT£. àât

derniers reptésentera la limite de sensibilité de l'œil de Pobservateur> le disque paraîtra uniformément éclairé. Le rapport entre les intensités des. éclairements des secteurs noirs et blancs au moment où l'on cesse de les distinguer, peut varier de ^ à ji^, suivant la sensibilité de Tœil de l'observateur. Quant au rapport entre l'intensité de la lumière de l'étincelle et celle de la lumière lixé^ H dépend des dimensions des secteurs noirs et blancs.

Supposons maintenant que l'ob&ervateur qui étudie l'iiitensité des étincelles se place à une distance fixe du disque éclairé par celles-ci et par la lumière artificielle qui sert de terme de comparaison; et qu^il approche ou éloigne cette lumière artificiell(3 jusqu'à ce qu'il spit arrivé au point où left secteurs ne soient plus distincte sur la roue en mouvement quand l'étincelle éclate , on mesurera simple* ment la distance de la lumière artificielle à l'écran^ et' cette dis^ tance serviraà comparer les intensités lumineuses de Fétincelle avec celle d'autres étincelles produites entre les. boules de Texcitateuf placé à la même distance du disque r

M. Masson, à l'aide de cet appareil ^ a obtenu leâ résultats sui* vants: - .

1° Les intensités de l'étincelle électrique sont proportlonnelleà aux carrés des distances d'explosioti.

2*^ Les intensités sont proportionnelles aux sarfaces des condeusatein*s qui donnent les décharges.

d*" Les intensités sont en raison inverse des épaisseurs des condensateurs (*).

4° Lorsque des décharges de batteries produisent de la lumière dans Un point d'interruption du circuit et de to chaleur dans un fil faisant partie de ce même circuit, les quantités de chaleur soriC* proportionnelles aux quantités de lumière.

(.^) Ces IroU lois soAt<ioitlprf8e8 ôala la formule saitante t

1 étant rinteosité de t'ëtlnoelle, U étant toeflicient 60Bstftot> X la disûoeé d'explosion j S la suffôce des condei^sateurs, Yla distance de l'étincelle au photomètre, e . l'épaisseur du condensateur.

On peut remplacer là formulé par ceik-ôî i

p étant (me constante, q la qirantité d'éiedlricilé accumulée et S la^ surface dU condensateur^ 1» disUnoe^dei^éUncelle k Fobservateur étant suppeiée eoàfetaiite.

342 BrPBTB DUS

fffet^ lumineux de l'arc vollaique. Nous venons de voir comment rétincelle électrique variait d'éclat et de coutenr dans- différentes circonstances; mais les diservations faites avec Tare voltaïqiie ont conduit également à des résultats importants à connaître.

Nous parlerons d'abord des effets observés à Faide des déchaînes que Ton obtient avec les appareils d- induction. Ces appareils n'ont pas encore été décrits; mais. comme leà effets dont il va être question sont relatifs au sens du courant et aux propriétés lumineuses des décharges électriques^ nous pensons devoir indiqua les effets observés quand on les emploie> en remettant plus loin leur description.

En examinant au microscope les étincelles qui s'échappent entre une pointe en platine et une lame métallique oscillante d*un appareil d'induction^ étincelle provenant du courant d'induction loiméme^ M. Neeff remarqua le premier que la pointe devenait successivement lumineuse et obscure, suivant la direction imprimée au courant; la lumière émise était violette, et la pointe était lumineuse quand Péiectricité négative débouchait par son extrémité. Il en conclut que la lumière prenait naissance au pôle négatif, et que^la chaleur était la propriété du pôle positif; en outre de cela, il expliquait le transport des matières dans l'arc voltaïque du pôle -|au , pôle — par la désagrégation au pôle + résultant d'un ex(^s de chaleur, qui mettait les particules en état d'être transportées. Mais ces conclusions étaient beaucoup trop absolues. Si on observe les effets dans ces- circonstances, il y a des conditions, comme nous allons le voir, où le pôle •+■ est également lumineux» Ea outre^ le tr^sport des matières du pôle + au pôle ^^ est intimement lie au mouvement de l'électricité, puisqu'il s'observe également loVs du passage des courants électriques au travers des liquides.

Le phénomène de différence de lumière aux deux pôles est trèscurieux en ce qu'il montre les différences produites svrivant le sens du courant; on peut les obtenir avec beaucoup d^intensité en opérant avec un appareil d!induction d'une puissance plus grande que le précédent, et construit par M. Rhomkorf , d'après les travaux de MM.. Delarive, Masson et Breguet. Cet âp'pareil- remarquable, que la science doit à l'habile constructeur que nous venons de nommer, sera décrit dans le troisième volume; il donne un courant par induction capable dé fournir des étincelles ou un arc continu suivant les distances des conductçurs^ On p^ut suivre même ce pafrsagç de la succession des étincelles à l'arc voltaïque en s^pproehant

A L ELECTRICITE

Pig. 104 bis.

graduellenient les deux conducteurs qui terminent le fil parcouru par le courant d'induction depuis quelques millimètres où les étincelles se produisent^ jusque vers i millimètre ou un demi-millimètre dans Tair où leur succession est sirapide qu^elles constituent un arc; en même temps les effets de chaleur^ de fusion et do transport commencent à se manifester. Nous verrons plus tard comment les effets varieilt avec le nombre des éléments de la pile servant à activer l'appareil, et suivant les dispositions que l'on emploie. î^Jous supposerons ici que l'effet lumineux soit simplement obtenu à T^ùde de trois ou quatre couples à acide nitrique.

Lorsqu'on opère dans les gaz raréfiés, l'arc peut se produire à

une distance assez grande. Pour cela on dispose sur la platine d'une machine pneumatique un ceuf électrique contenant doux !)oules en cuivre C, B ; on peut ainsi raréfier plus ou moin$ le gaz intérieur. Les deux boules métalliques peuvent être mises en communication avec les extrémités du fil donnant le oourai^t par induction, et par conséquent être rendues successivement positives ou négatives.

Si après avoir fait le vide à i ou 2 millimètres de pression, on $3tablit la communication entre les tiges et l'appareil, on voit l'arc s'établir aussitôt, même lorsque les boules sont à 2 ou 3 décimètres de distance. En outre, la boule négative G et lu tige àJaquelle elle est attachée est entourée d'une auréole lumineuse bleuâtre; la boule positive B est le point de départ d'une gerbe couleur violette rougeâtre. L'effet est d'autant plus beau et la gerbe plus large, que le vide est plus parfait. Si l'air rentre peu à peu (hm Tappareil, l'arc devient d'un moindre diamètre, et la bo^ile négative n'est pas partout entourée d'une auréole bleuâtre ; enfin l'électricité peut cesser de passer si la pression intérieure n'est pas très-faible. Ainsi , on trouve là encore, comme avec l'appareil de M. Neeff, le pôle négatif lumineux; mais la boule positive est aussi le point de départ de l'arc de lumière. La différence dans la manière dont so manifestent les effets lumineux aux deux pôles est frappante.

Lorsqu'on fait varier la nature des milieux raréfiés dans cette expérience, il se| produit tm phénomène extrêmement remarquable.

S;»4 EFFETS m 8 «

En mettant dans l'appareil de la vapeur d'esseulée de térébenthine^ puis raréfiant le gaz avec le phis grand soin^ au moment où Von établit la communication entre Tappareil d'induction et les conducteurs C et B, rintervalle qui se trouve entre les deux boules parait lumineux^ mais il est séparé en strates pcrpendicultiires à la ligne qui joint les boules^ ou horizontales d'après la disposition de l'appareil ; les strates sont d'autant plus séparées que le vide est mieux fait. Le phénomène cesse quand il a duré pendant quelques instants ; il se renouvelle en introduisant de nouveau de la vapeur d'essence. F.si-ve une polarité des particules très-raréfiées d'essence qui se manifeste? ou bien cet effet provient-il de ce que Farc n'est pas dû à un courant continu d'électricité, comme avec rélectricité des piles, mais bien h une succession de décharges intermittentes? On ne peut répondre, quant à présent, à cette question, ce point exigeant de nouvelles expt'»riences pour être éclaire! .

Lorsque l'on produit l'arc voltaïque dans les conditioiis ordinaires, à l'aide d'une pile de Hunsen d'un grand nombre d'éléments, indépendamment des effets de chaleur, il émet une trèsgrande quantité de lumière. Cette lumière se trouve inégalement répartie, et vers les pôles elle est plus vive qu'au mHieu des conducteurs ; le pôle positif est le plus brillaftt, ainsi que cela résulte des expériences de différents observateurs. Nous avons déjà cilé, page 328, les expériences faites par M. Despretz au moyen de la pile puissante qu'il a employée, laquelle était formée de 600 éléments de Bunsen en batterie. On a vu quelle était la ^Ipngueur de l'arc que l'on pouvait obtenir dans cette circonstance, puisqu'il atteignait une longueur de 18 centimètres; entre cette limite et celle de quelques millimètres se trouvent les longueurs- d'are fournis par les pileç moins puissantes.

En général l'intensité lumineuse augmente peu quand on augmente le nombre des éléments de la pile, mais elle croît rapidement quand on augmente la surface des couples, ou, si l'on veut, la quantité d'électricité. Ainsi M. Despretz a trouvé, en cherchant à mesurer l'intensité de la lumière électrique dans l'arc voltaïque par différentes méthodets, au moyen de l'appréciation de la distance à laquelle on cesse de lire le plus nettement et de plusieurs prcteédés photométriques connus , que^ lorsque les éléments sont disposés bout à bout, cette intensité croît de 50 à iOO éléments et de 100 à 600, mais d'une nianièfe peu considérable^ si, au contraire.

A L*fii.PXTfiicriK. 366

on réunit les éléments en quantité^ de manière à doubler, à tripler, etc. la surface, l'accroissement de Ténergie lumineuse est alors appi'éciahle par un procédé (|uelconquè; 200 éléments mis en deux séries parallèles de iOO chacune éclairent à peu près deux fois phis que i 00 éléments simples, et ainsi successivement jusqu'à j300 élé« ments disposés en six séries parallèles de 100.

Pour donner une idée de la quantité de lumière que peut émettre un arc, môme de petite dimension, nous élirons que MM. Foucault et Fizeau ont trouvé qu'en comparant approximativement Tinteiisite de la lumière d'un arc voltaïque obtenu avec 50 éléments de bunsen de petite dimension, avec la lumière solaire à midi, dans le mois d'avril, par On jour clair, la lumière solaire était deux fois et deipie plus intense ; mais ce nombre est très-variable^ et nous ne le mentionnons que pour montrer que si l'éleclricité est la source artificielle caloritique la plus puissante, comme elle est aussi la source lumineuse la plus intense.

Composition de la lumière électrique. La lumière électrique, comme la lumière solaire et les lumières artificielles, n^est pas simple; elle se compose de divers rayons cx)lorés, dépendant de la nature <les corps entre lesrjuels éclate l'étincelle. Wollaëton, qui a analysé le premier cette lumière, a recîonnu que le spectre résultant de son passage dans un prisme était formé de bandes colorées dont la composition n'était pas la même que celle de la lumière solaire.

Frauenhoffer a trouvé aussi de grandes différences avec le spectre solaire, sous le ra[)port des raies et des bandes. Suivant ses recherches, on distingue dans le s[)ectre de la lumière électrique plusieurs lignes brillantes ou parties 4rès-claires, dont Fime, qui se trouve dans le vert, est d'une clarté, pour ainsi dire, brilhinte en comparaison du reste du spectre. L'orangé renferme une ligne moins lumineuse, dont la couleur parait être la même que celle de la ligne claire du spectre de la flaninie d'une lampe;. A peu de distance de Fcxtrémité du spectre, on remarque une lif^nc d'une teinte sombre; on voit encore facilement dans diverses ])arties de Fimage prismatique quatre lignes bien claires. FrauenholTer attribue la [)résence de ces lignes (5laires à une {K)rtion de lumièn; qui n'a pas été déC/Omposée dans Facte de la réfraction au travers des prismes, et qui se dessinent sur ic f<r>nd moins éclairé û\i spectre ; mais il opérait à Faide d'une source lumituniAd |)eu intense, qui ne lui a pas permis d'analyser complètement le phénomène.

M. Wbeastone , en étudiant a\'ec un télescope muni d'un micromètre la composition du spectre de la lumière électrique provenant d'une machine électro-magnétique disposée de manière à donner tme étincelle d'induction ne variant pas de position^ a obtenu les résultat^ suivants : le spectre de rélincelle tirée du mercure consiste en sept bandes définies séparées les unes des autres par des intervalles obscurs ; elles sont composées de deux bandes orangées rapprochées l'une de l'autre, d'une bande vert brillant^ de deux baufides vert-bleuâtre très- rapprochées, d'une bande pourpre trèsbriUante , et enfin d'une bande violette.

Dans les spectres provenant des étincelles tirées du zinc ^ du cadmium^ du bismuth, du plomb en fusion, M. Wheaétone a reconnu que le nombre, la position et la couleur des raies brillantes varient dans chaque cas. Le spectre du zinc et du cadmium donne la raie rouge qu'on ne trouve pas dans les autres spectres. Les effets ont été les mêmes, quelle- que fût la source qui fournissait la lumière électrique. En opérant dans le vide barométrique, dans celui de la machine pneumatique ou dans le gaz acide carbonique, etc., les résultats ont été les naémes que dads l'air et dans l'oxygène. Il est prouvé par là que la lumière électrique ne doit pas être considérée comme le résultat Ae la combustion du métal. Ce physicien a reconnu également que l'influence des métaux est tellement marquée que lorsqu'on tire Pétincelle d'alliages, on aperçoit simultanément les lignes brillantes qui appartiennent à chacun des deux métaux. Il faut donc que l'intervention de -la matière pondérable du conducteur, qui est volatilisée^ sôit pour quelque chose, ou du moins modifie la lumière électrique. Il résulte de là, ce qui est confirmé du reste par les expériences de Fusinieri, que l'étincelle qui traverse l'air en sortant d'un conducteur métallique ou antre emporte toujours avec elle des particules matérielles.

;M. Masson a étudié de nouveau la composition de la lumière électrique en variant les sources d'électricité et ex^citant. les étincelles ou les décharges dans différents milieux et entre des conducteurs de diverse nature. Quelques-uns des résultats qu'il a obtenus sont conformes à ceux dont û vient d'être question; mais, eq étendant ses recherches, il est arrivé à expliquer difTéreûteâ circonstances de la production de la lumière électrique.

A L ELieiRlClTE.

Voici la dispositioa de l'appareil dout il a fait ysage :

Flg. II».

L'étincelle éleclrifiue dont on étudie la itiiiiitire éclate entre les deux boules A et B. Ces deux boules sont placées à l'extrémité de deux tiges métalliques isolées et niaintanues fixes à l'aide d'uu support X ; elles sont en relation avec Ich deux faces d'un condensateur MN, de sorte que si la tige FC touche au conducteur d'une machine électrique et RS avec le sol, le condensateur se chargera conlinuellement, et l'étincelle n'éclatera entre A et B que lorsque cet appareil sera chargé. Si la machine fournit s^is cesse de l'électricité, il se tnanifesteca une succession de décharges entre A et B qui auront toujours même intensité. Cet appareil est un électromètre dans le genre de celui de Lane, décrit page 23.

La lumière électrique traverse un prisme P placé sur un goniomètre de M. Babinet T. La lunette L' renferme un collimateur à fente très-élroile, et la lunette L permet à l'observateur d'étudier le spectre successivement dans toute son étendue. Avec cette disposition on obtient une grande fixité dans le spectre. On peut avec facilité remplacer les boules A et B par des boules d'autre métal, et observer l'étincelle à la même place.

Cet appareil permet d'étudier non-seulement l'étincelle provenant d'une machine électrique ordinaire, mais celle qui résulte de l'emploi d'un appareil d'induction tel que le construit M. Rliumkorf. Il sufRt de faire communiquer les deux tiges AD et BH avec

S58 KFFETS DIS

les deux extrémités du fil induit ; en faisant échiter ces déchœ^es entre le cuivre et le mercure, on a une intensité lumineuse trèsgrande. On peut aussi s'arranger pour produire rétîncelle AB dans un milieu gazeux autre que l'air, ce milieu étant pris à diverses pressions ; enfin il est facile d'adopter une disposition qui permet de faire éclater les étincelles dans des liquides. Lorsqu'on veut . observer Tare de la pile, on substitue aux tiges ÛABR un appareil analogue à celui que nous donnerons plus tard et qui rend fixe Tare voltaïque.

Voici le résumé des observations qui ont été faites avec cet appareil.

Étincelles dans les gaz. Le îpectre de la lumière électrique contient les couleurs du qpectre ordinaire , mais il ejst sillonné d'une série de lignes très-brillantes ayant la même teinte que celles du spectre où elles sont placées, et qui ont quelquefois une telle intensité qu'elles paraissent blanches ; ces effets résultaient aussi des observations antérieures citées plus haut.

Là position des raies et leur nombre ne dépendent pas de Tintensité 4e l'étincelle , qui rend seulement leur lumière plus, vive en augmentant l'étendue du spectre visible. Le nombre des raies et leur position changent avec la nature des métaux entre lesquels éclate l'étincelle. A chaque métal correspond un spectre particulier, dont rinspection seule suffit pour déterminer sa nature. Dans tous les spectres, on trouve quatre ou cinq raies qui diffèrent quelquefois par leur intensité, mais qui ne manquent jamais.

Le cadmium employé comme conducteur donne, des raies bleues et vertes très-belles dans le spectre, qui est un des plus beaux que Ton puisse obtenir.

L^antimoine produit beaucoup plus de raies brillantes que les autres métaux et sans couleur dominante; l'étincellei est très-blanche. Le bismuth présente le même caractère.

Le plomb donne à l'étinceUe une lumière dont le, spectre est remarquable par son étendue violette et les belles. raies que présente cette couleur.

Le zinc est caractérisé par le vert pomme très-étendu .de son spectre. . - ^

Le charbon est remarquable par la multitude d& raies baillantes qu'il présente.

Le fer et Tétain n'offrent rien de particulier, . Le spectre produit entre des conducteurs en argent est caraeté-

A l'élbctbicité, tl>9

risé por une ttinle verte très-inteiise el par plusieunt lignes de L'ctte couleur. Le spectre (iblenu avec des étincelles éclatant entre des cunducteui*» d'oi' contient plutt de Juune que celni qui est produit par rar(;ent, et des lignes violetlas reioarquables. Quant uu pbtine, il n'offre rien de particuliei'.

Noi^ îaduiuons daiis la figure 100 tes spectres ubtenus avec dei rig. iM-

conduel(!urs en argent, en cuivre et en zinc; Icsleltres/, u,J, v, etc. indiquent les régions oii se trouvent les couleurs rouge , orangée, jaune, verte, etc., et les lignes noires représentent la position des lignes Inillautes des. .spectres. Ou reconnaît les indications données plus liuut et entre autres le zinc donnant des lignes vertes lirillantes et bleues l)ion caractérisé£s.

Les raies sont les niënics, dans les différents gaz que dans l'air, ainsi qu£; l'avait déjà observé M. Wlieastone. Ui combustion n'a donc aucune influence sur l'effet produit; du reste, le platine , l'or, présentant des raies briliautes, cela seul donnait à penser que

360 EFFItS DUS

la combustion des métaux n*était pas la «ause du phénomène.

Étincelle dans les liquides. Plusieurs liquides /«omme l'esseûce de térébenthine y sont assez isolants pour permettre une' décharge immédiate /sans Tintermédiaire d'une autre étincelle-, c'est-à-dire qu^on peut faire passer directement la décharge du côildensateur à travers le liquide. Il n'en est pas de même des autres liquidés, tels que Teau , qui laissent facilement circuler l'électricité de tension, et qui agissant, dans certains cas, comme corps conducteurs, fonctionnent , dans d'autres, comme corps isolants.

Pour ces derniers liquides, on (ait précéder l^étinceHe d'une étincelle dans Tair, qui permet de charger le condensateur jusqu^au point où sa tension peut vaincre la résistance de' tout le circuit. Avec c^tte précaution , on obtient de très-belles étincelles dans les liquides , et Ton peut toujours déterminer l'intensité de la -décharge par la distance explosible de la première étincelle.

M. Masson n'a observé aucune raie brillante dans les spectres de ces étincelles. Cette différence entre le s^ctre électrique de l'étincelle produite d^ns les gaz et dans les liquides estirès-remarquable, et montre à quoi est dû le phénomène des raies brillantes; il provient probablement du transport à l'état d'incandescence des particules arrachées aux conducteurs : comme dans les liquides les raies disparaissent, ce transport parait arrêté, et la lueur émise p£»r rétiûcelle n'est plus due qu'à l'incandescence du milieu interposé entre les conducteurs. Il serait peut-être pos3ible que, pour une très-grande tension électrique et de très-fortes décharges, même dans les liquides , il pût y avoir des transports dé matières, et par conséquent des raies brillantes des spectres; mais, dans les condi-^ tiotîs de ces expériences, on a'en a pas observé.

Arc voUaïque dans les gaz et les liquides, La lumière électrique qui provient d'étincelles émanées de différentes sources possédant les mêmes propriétés, l'arc voltaïque doit préseùter des effets analogues ; cependant il offre des particularités que nous devons signaler. < ■ ■

Le spectre obtenu en réfractant la lumière de l'are voltaïque formé dans l'air est sillonné de raies brillantes qui changent avec la nature des conducteurs , comme lorsqu'on étudie les spectres des étincelles. Quand on le produit à la mêthe place et que Ton compare les raies obtenues entre les mêmes pôles métalliques, en faisant usage des étincelles puis des îii*cs, on trouve dans les spectres voltaïques des raies qui ont leurs analogues dans ceux des

A L BLKCmiCITÉ. W\

étincelles, maisbeaucoup d'entré elles manquent. M. Masson attribue le moindre nombre des raies brillantes du spectre de Farc voltaïque à ce qu'il est produit par un faible excès de tension électrique, et qu'il se comporte comme étant formé d'une succession' d'étincelles moins vives que les étincelles ordinaires.

La position des raies brillantes dans les spectres de la lumière de la pile est également indépendante de Tintensité du courant^ car M. Despretz s^est assuré qu'en passant d'une pile de 400 éléments de Bunsen a une pile de 600^ une raie jaune ou bleue amenée en coïncidence aveé le fil d'une lunette servant- aux observations rlBstait parfaitement fixe.

La lumière provenant d'un courant voltaïque passant entre deux charbons dans l'eau on l'alcool ne présente pas de raies brillante^ ^ ainsi, dans c^ cas, on observe le môme effet qu'avec l'éUncelle él6ctrique. Les charbons ne subissent aucune aKératîon, et il n'y a pas transport du pôle + au pôle — ^; dans l'eau , il y à seulement formation d'oxyde de carbone. En substituant des conducteurs rfiétalliques aux charbons , on observe alors dans le spectre des raies brillantes; le métal est réduit en vapeur qui obscurcit le Kquîde/et celui-ci laisse déposer une poussière noire qui n'est autre que du métal très^ivisé: Ainsi, dans ce cas, l^apparition des raies dans Iç spectre pi'oduit par la lumière émanant du sein du liquide est dû au transpoi[l du métal qui a pu s'effectuer par suite de la haute élé^vation de température de l'arc.

Le^ résultats que nous venons de faire connaître donnent la cause de la lumière électrique, et indiquent quelle est la part afféipente au milieu où elle se produit et aux conducteurs entre lesquels elle se manifeste, li est évident , diaprés l*étude de la composition de la lumière électrique, que ^incandescence des parties pondérables des conducteurs transportées par le courant peut aug^nenter l'intensité de la lumière, mais qu'elle n'en est pas la cause, puisqu'on peut obtenir des étincelles dans les liquides sans raies brillantes et sans transport de matière , les raies brillantes étant dues à l'ignîtion des particules arrachées aux conducteurs, et leur position étant indépendante du milieu gazeux où: l'étincelle est produite. Dès tors, on peut dire que la lumière électrique est due à l'incandescence du milieu au sein duquel elle se produit, ce milieu pouvant être gazeux, liquide ou solide. Si Ton suppose que cette incandescence s'opère en vertu d'une conductibilité propre de ces matières , l'effet serait analogue au phénomène calorifique produit par le passage d'im

362 BFFSTS DUS

couraut électrique dans mi Gl métallique ; alors réleetricité^, en sa propageant à travers la matière pondérable,. solide ^ liquide ou gazeuse, élèverait su température, comme le fait un couraiyt voltaïque traversant un fil de platine qa il échauffe jusqù^à Tiacandescence. Cette hypothèse a l'avantage de ramener à une meoie cause tous les phénomènes de chaleur et de lumière produits par Télectricité en mouvement. ^ ^ , • ,

Phosphorescence produite par la lumière électrique. La phosphorescencp est la propriété que possèdent passagèrement la plupart des corps de devenir lumineux par l'action dQ la chaleur, de la lumière, du frottement, du choc, des affinités, etc., après que cotte action a cessé. La durée, la couleur ^t l'intensité die la lumière émise par les corps dépendent de la nature des corps, de L'état des surfaces et de. l'énergie avec laquelle agit la ca.usc productrice. Il y a des substances, comme les sulfures de calcium , de barium, de sti'ontium, certains diamants, lachauxtluatée, etc., qui deviennent as§ez vivement lumineuses pai' Taction de la chaleur et de la lumière; d'autres, comme le carbonate de chaux,. de baryte, etc., qyi manifestent ces effets à un moindre degré (*). . ^

Parmi les causer qui excitent, la phophorescence , on doit citer les^ étincelles électriques qui, par leur action énergique, la manifestent dans des corps où elle n'aurait pas été sensible sous l'influence de Taciion solaire»

Pour soumettre les corps à l'action des décharges électriques., on les place sur la tablette de l'excitateur universel quajad ils sont eh. fragments, et dans des tubes quand ils sont en poussière, en n^èttant les extrémités des conducteurs à une distance de 2 à 3 centimètres, et Ton fait passer- de J'un à Pautre, à travers ces' corps, la décharge d'une batterie électrique d'un certain nombrç de bocaux. On se place dans l'obscurité, on ferme les yepx et on ne le§ ouyre que lorsque la décharge a éclaté, afm d'exài^mer les effets produits. En opérant avec un morceau de craie, on aperçoit immédiatement après,. dans le trajet parcouru par l'éieotricité, une traînée de lumière diversement colorée, et dont la durée est quelquefois. 4'unejï)inu te et même plus. Sur d'autres cgrps,. pn remarque de semblables effets; .seulement h -eoulei^r de la lumière variç considérablement à raison ^e leur nature, et selon qu'ils sont eri poudre ou en petits fragments. Un fragment de cristal de

O 'Becquerel, Traité de phjfsiqiietU u ,y, i29. ^ ,

A l'rlrctricité. 893

baryte sulfatée donne une loniièce verte brillante ; les coquilles cl'hultre calcinées donnent les couleurs prismatiques très^belles; les effets sont moindres qoand elles sont réduites en poudre, et sont plus brillants et ont plus de durée quand elles ont été calcinées avec du soufre. Le spath fluor réduit en poudre grossière émet de la lumière verte ; le cristal de roche donne une lumière rouge qui devient ensuite blanche.

Un grand nombre de substances émettent, par ce.mode d'action, de la lumière après avoir été influencées par une décharge i^ectrique très-intense , agissant à petite distance ; nous citerons le papier^ rivoirCj^etc, mais les métaux et les liquides paraisseutne pas éprouver d'action.

La décharge électrique possède encore la faculté de rendre aux corps la propriété phospborique qu'ils ont perdue par la chaleur; nous citerons le spath fluor violet calciné fortement , qui cesse d'être phosphorescent après une exposition solaire, et qui le devient quand il a été soumis k la décharge; il en est de môme de la chaux phosphatée.

La lumière électrique estc^piilile également de faire acquérir la phosphorescence aux corps qui ne la possédaient pas avant:, tels que les spaths fluors blancs, les diamants > etc.

Des morceaux de spath fluor qui avaient une teinte jaunâtre, après six ou sept décharges au contact , en prenaient çk et là une bleuâtre. La phosphorescence ainsi produite était d'autant plus forte que la teinte était plus visible (Pearseall).

Les fluors qui deviennisnt ainsi phos))horescents, conservent cette propriété quand on les soustrait à l'action de la lumière solaire, tandis qu'ils la perdent au bout de quelque temps à rexposition de cette lumière. , .

La phosphorescence produite en un^point par la lumière électrique semble se propager dans la matière sensible, comme l'ipdiquerait l'expérience suivante: si Ton recouvre une capsule jde porcelaine contenant la rïiatière impressionnable (sulfure de calcium) avec un papier opaque, percé d'un pçtit trou rond, d'environ 1 millimètre de diamètre , le papier, enlevé subitement ^après la décharge, laisse voir à la partie correspondante au trou un tout petit cercle lumineijyc, d'un éclat très-vif, le reste de la matière étant obscur; mais peu à peu ce reste s'éclaire aussi, et la phosphorescence finit pi^r se propagier en cercle sur toute la surface de la matière , puis l'effet s'affaiblit graduellement, et après quelques instants tout rentre dam l'ob^urité.

S<U STPBTS BUS

L'étincelle électrique agit dans ces différentes oonditions comme source de Iiunièf)re. Il est facile de le démontrer en faisant éclater les étincelles ou les décharges à distance des sulfures de calcium ou de barium (phosphore de Canton et de Bologne)^ et même à plosieurs mètres pour ceux qui sont très-impressionnables ; les effets piiéeédemment décrits se manifestent, quoiqu'à un degré moindre^ kNTsqu'ils sont plus près. Mais^ comme sources lumineuses, les décharges électriques sont beaucoup plus puissantes même que la lumière du soleil , car elles rendent phosphorescents des corps qui né manifestent pas cette propriété sans l'action solaire.

Op sait que les- rayons lumineux de toutes les réfrangibilités n'agissent pas avec la même énergie pour provoquer la jf^hosphorescence dans lès corps ; en général, les rayons les plus réfrangibles sont seuls doués de cette faculté, et même une portion du rayonnement plus réfrangible que les rayons violets. Pour la lumière éleetrique, il en est de même. On peut lé démontrer en mettant sur la tablette de Texcitateur universel une capsule remplie de sulfure de calcium phosphorescent, et recouverte successivement des différents écrans dont on veut étudier les propriétés. Si l'on excite ia décharge audessus de ces écrans, Taction de la lumière électrique né fM)urra avoir lieu qu^après le passage de celle-ci au travers des écrans. On trouvé de cette manière que le cristal de roche laisse passer facilement les rayons qui excitent la phosphorescence ; tandis que d'autres substances aussi transparentes pour la lumière, le verre , le papier glacé, les arrêtent en partie. Les verres violets et bleus permettent aux rayons qui jouissent de cette faculté de passer, quoiqu'à un moindre degré que le verre blanc, mais les verres rouges les arrêtent en totalité.

Nous citerons quelques nombres pour donner une idée des limites entre lesquelles les actions sont comprises. En prenant pour écran une lame de verre de 3"»^,65 d'épaisseur et un cristal de roche de b^'^^OS, on a reconnu que celle-ci laissmt passer la plus grande partie des rayons actifs , tandis que la première les absorbait; en opérant à une distance de 12 centimètres avec deux autres écrans fornïés, l'un d'une lame de cristal de roche enfumé de aé"*",^, l'autre d'une lame de verre de 3"",55y la première laisse passer une forte proportion des rayons actifs, et l'autre aucun, quoique se laissant traverser par les raiyens lumineux (Becquerel et Biot).

Ces exemples montrent que la portion de rayonnement qui ex-

A L BLSGTBICITE. 965

cite là phosphorescence est en grande partie plus ré&angible que le violet^ et que l'action inégale des écrans transparents indique que quelques-uns sont très-pe'rméables aux rayons de cette réfrangibilitc, tandis que d'autres, comme le verre, le sont moins. Quant aux rayons de réfrangibilité correspondant au rouge, à^l'orangé, au jaune et au vert, bien loin d'exciter la phosphorescence, ils la détruisent (E. Hecquerel) (*).

Les décharges électriques éclatant dans Pair à diverses pressions donnent lieu à des effets de phosphorescence qui «ont également différents; ainsi en excitant des décharges de même intensité entre deux boules de cuivre placées au milieu d'un ballon et placées à quelques centimètres au-dessus de substances phosphorescentes, on trouve que lorsque la décharge a lieu dans l'air à une pression moindre ou plus grande que la pression atmosphérique, son rayonnement communique aux différentes substances une phosphorescence moindre ou plus grande que celle qui a lieu À la pression ordinaire. Ainsi, quoiqu^à l'œil les décharges paraissent à. peu près aussi brillantes, cependant eHes sont loin d'exercer la même action; or, coiprae on a vu précédemment, d'afwrès les expériences de Davy et les autres que nous-avons^ rapportées, que la même quantité d'électricité donne lieu à des intensités lumineuses différentes quand on fait varier la jquantité des particules matérielles placées sur le trajet de la décharge, on se rend facilement compte des effets produits. Ainsi se trouvent confirmées par ce moyen les différences d'intensité lumijieuse qu^une même décharge peut produire à travers un gaz soumis à diverses pressions (E* Becquerel). .

On a compris sous la dénomination du phénomène de phosphorescence, des phénomènes très-différents, puisque quletques-'Uns d'entre eux sont du& probablement, ainsi qu'on Tavu page 335, à une émission de lumière électrique. Quant aux effets produits sous l'influence de la lumière, l'hypothèse la plus probable que Ton ait fiaite Jusqu'ici pour expliquer leur production consiste à supposer que les corps sont capables non-seulement de vibrer par l'i^fluthice d'qndulatiohs lumineuses lorsque celleâ'<^i les frappent, vibrations qui rendent les objets visibles sous Faction de la himière;, mais encore que certains d'entr,e eux (les corps phosphorescents) ont la faculté d'être impressionnés par des ondulations de longueur déterminée^ et qu'une fois en vibration, ils continuent à conserver cet état pen-

C) AnnalM de physique et de chimie , a* série, t. IX, p. 267 et XIT, p. 244. .

866 EFFBtS DUS

dant un certain t^mps après que Taction a i^essé. Dans certains cas, les effets de phosphorescence par élévation de ienfipérat«n*e et d'autres encore paraissent dus à une^action analogue {Ë; Becquerel).