CHAPITRE IV

Effets lumineux.

Lorsque des conducteurs d'une machine électrique livrent passage à réiectricité, et que celle-ci est en quantité suffistuite, 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 tratnées lumineuses portent le nom d*aigrettes électriques* Quand la tension de Pélectricité est suffisante^ et que l'on approche du conducteur un autre conducteur^ il se produit entre les deux une étincelle électrique dont la longueur et lin* tensité dépendent de la quantité d'électricité mise en jeu. Enfin , si la quantité d'électricité qui passe se renouvelle continuellement aloi-s même que la tension n'est pas très^ande, il en résulte un arc comme celui que l'on obtient à l aide d'une pile voltaîque. Dans ces différentes circonstances on observe les phénomènes lumineux de l'électricité, c'est-à-dîVe les différentes formes de Fétincelle électrique. L'étincelle est |Hwluite, sans aucun doute, par Tincandescence des particules matérielles solides, liquides ou 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 Weurs électriques s'observent dans beaucoup tie circonstances; lorsque l'électricité a une tension suffisante pour s'échapper des conducteurs, et qu'elle est émise dans toutes les directions en donnant Keu à une multitude de petites décharges au travers de Tair, il en résulte une aurécrfe lumineuse qui enveloppe le conducteur, et qui peut être rapportée aux lueurs électriques. Nous verrons dans le livre suivant que.

396 EVriTS DIS

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

En soumettant les molécules des corps à 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 Télectricité^ at^ndu, d'une part, que la phosphorescence, de même que le dégagement de rélectricitc, a lieu dans tous les cas où Téquilibre des forces électriques est trou- Ué, et, de l'autre, quç la lun^re électrique se présente à nous avec les différentes teintes que Pon retrouve dans la lumière phosphorique (Becquerel).

Lorsqu'on clive, par exanple, une lame de mica dans Tobscurité, 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 parait être dû à la même cause que le précédent.

De même, quand on broie dans un mortier certaines variétés de feldspath, ou bien que Ton frappe à coups redoublés sur le feldspath adulaire, qui se clive avec facilité, la lumière phosphorique produite dans le sens des fissures a éviçiemment une origine électrique. 11 en estde même du chlorate de potasse broyé foi'temeut 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 Félectricité.

Le frottement produit des eft'ets 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 estdétruite. Des effets analogues doiventavoir

A l'electbigité. 337

lieu à Finstant où cette même action s'exerce, c'est-à-dire pendant la cristallisation; en effet, le fluorure de sodium donne, par une év^[>oration lente, des cristaux cubiques réguliers qui se déposent au fond du vase. Si la cristallisation s'opère dans Fobscurité, il y a scintillation, effet de phosphorescence.

Les cristaux d'acide arsenieux, pendant qu'ils se forment, donnent lieu à une émission de lumière assez forte. Il faut pour cela dissoudre 2 à 3 grammes d'acide arsenieux vitreux dans 45 grammes d'acide chlorhydrique non fumant étendu de 15 grammes d^eau, faire bouillir le tout pendant un quart d'heure, et laisser refroidir le mélange aussi lentement que possible, en diminuant graduellement la flamme de la lampe d'alcool. On voit dans Fobscurité que la cristallisation est accompagnée d'une forte émission de lumière : chaque cristal donne lieu à une étincelle (H. Rose).

D'autres sels produisent les mêmes phénomènes; nous citerons des mélanges fondus de 11 parties de sulfate de potasse et de 9 de sulfate de soude ; de 2 parties de sulfate de potasse et de 1 de chlorure de sodium ; de 8 de sulfate de potasse et de 3 de carbonate de soude; des poids atomiques égaux de sulfate de soude et de chromate ou de séléniate de potasse, etc. Quand on dissout ces mélanges dans l'eau bouillante jusqu'à saturation, ils donnent toujours de la lumière en cristallisant.

Le chloriu'e de calcium produit des effets non moins remarquables lorsqu'il est con^)létement fondu dans son eau de cristallisation, et qu'on le laisse refroidir graduellement dans une chambre obscure; non-seulement la lumière phesphorique persiste pendant plusieurs minutes, mais l'on voit encore distinctement de larges étincelles et des coruscations accompagnées d'un craquement dft probablement à la contraction soudaine de la niasse ou à la cristallisation. Plusieurs substances fondues présentent des effets analogues.

La chaleur, qui est une cause puissante de phosphorescence produisant un véritable clivage moléculaire, doit donner une lueur électrique plus soutenue. Nous nous abstenons de rapporter ici les noms des substances qui deviennent ainsi phosphorescentes tant elles sont nombreuses (Becquerel).

Dans le règne organique nous trouvons des effets du même genre. M. Ehrenberg, qui a étudié avec soin la lumière émise par les infusoires et les annélides, lesquels rendent certaines eaux lumineuses, ayant placé sur le porte-objet de son microscope de l'eau renfermant de ces animalcules, a reconnu que la lueur diffuse qui les

3âa EFFETS DUS .

entourait n'était autre que la réunion d'une multitude de petites étincelles qui partaient de tous les pokits de leurs corps ^ particulièrement chez les annélides. Ces étincelles se succédaient avec une telle rapidité^ elles avaient une telle ressemblance avec celles que Ton observe dans la décharge électrique, que M. Ehrenberg n'a pas hésité à établir leur identité.

Diverses fleurs^ telles que la capucme et le souci ^ mcmtrent^ dii-on, des phénomènes lumineux par scintillation pendant les nuits des plus beaux jours de l'été. Ce genre de phosphorescence , analo* gue à la pbosph(Mrescence spontanée des animaux , mériterait d'être bien constaté.

Aigrettes. On donne ce nom à des rayons électriques plus ou moins longs qui se présentent sous des formes diverses, lorsque la tension électrique est suffisante et que la décharge se fait de proche en proche au moyen des particules du milieu qui envû*onneQt les conducteurs.

On peut les obtenir en fixant à angle droit sur le conducteur positif d'une machine électrique, une tige métallique de quelques millimètres de diamètre et arrondie par le bout extérieur. La main ou toute autre surface conductrice peut être approchée vers l'extrémité pour augmenter la force conductrice.

L'aigrette obtenue avec une puissante machine et une boule de cuivre de 18 millimètres de diamètre, fixée à l'une des extrémités d'une longue tige de cuivre et terminée par un petit appendice cylindrique, a Tapparence indiquée figure 400, ïig. 100. ^^ ^^'^ ^"® petite partie conique brillante au milieu de la sphère; elle se brise soudainement en une large aigrette d'un grand nombre de ramifications dont la lueur est pâle, ayant un mouvement tremblé, et accompagné en même temps d'un claquement sourd et faible. L'aigrette paraît continue, et cependant elle n'est pas le résultat d'une décharge instantanée; elle résulte d'une succession de petites décharges entre les molécules d'air 30 succédant rapidement, et ce n'est que par une illusion d^optique que sa forme est apparente, car elles se succèdent avec assez de rafHdité pour faire naître la sensation de continuité.

En faisant usage d'une sphère plus petite, l'aigrette est plus fai- Ue, et le son, quoique moins marqué, est plus continu. En se se^ vant d'un fil à bout arrondi , l'aigrette est encore moins sensible.

Le son 9 quoique plus faible^ est plus élevé en hauteur; et rend un son musical distinct. Ce son est dû en réalité aux décharges succès-» sivesqui, arrivant chacune à des intervalles presque égaux, font entendre une note définie dont le ton monte avec l'accroissement de rapidité et la régularité des décharges intermittentes. Ce ton donne une mesure facile et exacte des intervalles*

L'aigrette est donc, en réalité, une décharge entre un corps mauvais conducteur et un corps non conducteur, ou bien entre un corps conducteur et un corps qui ne Test pas. Dans les circonstances ordinaires, l'aigrette est une décharge entre un corps conducteur et Tair.

Dans Tair raréfié, les apparences de Taigrette varient beaucoup selon les circonstances. Quelquefois une aigrette peut être composée de six à sept branches larges, très-lumineuses, d'une couleur pourpre en quelques parties distantes de plusieurs centimètres.

Fig.

lOf.

Lorsqu'on transmet Pélectricité dans des tubes de verre terminés par deux plaques de cuivre A et a munies de pointes en leur milieu et dans lesquels on raréfie l'air, quand la diminution de pression n'est pas très-grande on a des rayons lumineux se ramifiant sur les parois du tube vers la plaque négative; mais, à mesure que l'épuisement est plus complet, la distinction des tranches devient moindre, et à la fin toute la surface intérieure du verre est couverte d^une lumière blanche comme dans l'œuf électrique. M. Faraday a obtenu Pàigrette non-seulement dans l'air et les gaz, mais encore dans des milieux plus denses que l'air, tels que l'essence de térében*thine, etc. L^aigrette dans les gaz a des caractères spécifiques indiquant que la nature du gaz a une influence plus marquée que dans la production de l'étincelle. Cet effet contraste avec le résultat obtenu quand on forme l'aigrette avec diverses substances, telles que le bois, le carton, le charbon, le nitre, etc. ; dans ce cas, on n'a d'autre variation que celle qui dépend de la conductibilité.

L'effet général de diminution de pression est le même pour tous les gaz : il se manifeste d'abord des étincelles dans les milieux raréfiés, qui se convertissent graduellement en aigrettes, lesquelles deviennent plus grandes et plus distinctes dans leurs ramifications, jusqu'à ce qu'à un degré de raréfaction plus grand, ces dernières

commencent à se fondre l'une dans Tautre, et finissent par donner un rayon lumineux continu entre les conducteurs.

Passons en revue différents gaz :

Jir. On obtient facilement des aigrettes positives pourpres à des pressions ordinaires.

Oxygène. A des pressions ordinaires, Faigrette est très-comprimée et d'une couleur blanche foncée. En raréfiant ce gaz, la couleur devient un peu purpurine : mais tous ces caractères sont bien pâles, comparés à ceux qui ont lieu dans Fair.

Azote, U donne des aigrettes à la surface positive avec plus de facilité que les autres gaz. Dans Tazote 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 Thydrogène raréfié, cette couleur se maintient.

Oxyde de carbone. Les aigrettes sont plus difficiles à produire dans ce gaz. Elles sont en général com-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'on les suit graduellement, quand elles passent de Pune à Fautre, depuis Tétincelle jusqu'à la lueur. On reconnaît en même temps que chaque décharge possède un caractè^'e spécifique pendant tout le temps qu'elle prédomine.

n y a une différence très-frappante quand on observe Paigrette dans l'air 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 ou point lumineux; mais si des pointes métalliques s'avancent dans l'air libre, leurs lumières positive et négative diffèrent très-peu en apparence, et l'on ne peut observer entre elles une différence qu'après un examen attentif. L'effet néanmoins varie beaucoup suivant diverses circonstances. En général, les effets produits montrent que la surface négative tend à conserver sans changement son caractère de décharge, tandis que la surface positive dans les mêmes circonstances admet de grandes variations. Le caractère de l'aigrette négative n'est pas affecté par la nature chimique des conducteurs, mais bien par leur pouvoir de conductibilité.

La raréfaction de l'air autour d'une balle négative ou d'une pointe émoussée facilite le développement de l'aigrette négative; l'effet paraît plus grand que dans l'aigrette positive. Dans Pair, la

A L'BLEGTRlCltÉ. 841

supériorité de Faigreite positive est bien connue; dans Tazote^ elle est aussi grande et même plus que dans Tair. Dans Fbydrogène , Taigrette positive perd une partie de sa supériorité, tandis que Taigrette négative ne paraît pas affectée; dans l'oxygène, l'aigrette positive est comprimée et faible, Paigrette négative, au contraire, ne faiblit pas. Dans le gaz oxyde de carbone, les aigrettes sont difficiles à produire, comparativement à celles qu'on obtient dans l'azote ; l'aigrette positive n'est pas beaucoup plus caractérisée que Taigrette négative à des pressions ordinaires ou inférieures. Il en est de même dans le gaz adde carbonique. Dans le gaz acide dilorhydrique , l'aigrette positive est très-peu supérieure à l'aigrette négative, et toutes les deux sont difficiles à produire.

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 l'azote et l'air, tandis que dans le gaz acide carbonique, le gaz chlorhydrique, le gaz oxyde de carbone, elle diminue et devient nulle. Tous ces effets paraissent .donc dépendre des rapports qui existent entre les forces électriques et les molécules de la matière soumise à leur action. Ces effets présentent encore de grandes différences, selon que les balles sont 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 les mêmes circonstances, quoique d'une manière moins marquée , une différence semblable avec des balles électrisées négativement, selon qu'elles sont inductrices ou induites.

M. Faraday a été conduit à ces conséquences : 1» 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 temps, de la surface positive que de la surface négative. Ces résultats sont à prendre en considération dans l'explication des effets observés par M.Belli(voirp. 283).

Quant à l'influence de la nature du gaz, il parait qu'à la même pression extérieure la petite balle négative a un avantage décidé 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 la balle positive qui peut être supérieure.

342 EFrCTS DUS

Étincelle électrique. L'étincelle électrique se produit dans titi grand nombre de circbiKtances et avec différentes sources électriques^ telles que> tes machines ordinaires^ les appareils d^induction^ et les piles même^ lorsqu'elles sont composées d'un nombre considérable d'éléments et bien isolées j cela revient à dire que lorsque la tension électrique est suffisante^ quelle que soit la source d'électrlcité^ les mêmes effets se manifestent.

. La longueur^ la couleur^ la forme même des étincelles, dépendent du miHeu où elles se produisent^ de sa densité et de la nature des conducteurs. Nous allons étudier successivement les différentes conditi(ms qui peuvent se présenter*

Nous devons d^abord signaler ce fait, que les étincelles peuvent se produire au milieu des liquides et même des solides, comme à travers les gaz, mais avec plus ou moins de facilité. Ainsi les étin- 43elles se manifestent dans Fean, l'essenee de thérébentine, l'huile d'olive, la résine, le blanc de baleine et le verre lui-môme. Dans ce cas, ce sont les particules solides ou liquides interposées entre les conducteurs qui sont momentanément élevées à l'incandescence, au lieu d'être les particules gazeuses, comme lorsque l'étincelle éclate dans Vair.

L'étincelle excitée entre des conducteurs métalliques par des machines ordinaires se présente comme un trait de feu rarement rectiligne, mais bien fréquemment en zigzags; cet effet est d'autant plus marqué que la longueur de Pétincelle est plus grande. On attribue ce résultat à ce que l'électricité suit toujours la ligne de moindre résistance, et que l'inégalité de la couche d'air interposé, provenant, soit des particules^ diversement conductrices qui s'y trouvent, soit de la condensation des parties où l'étincelle a commencé à éclater, fait dévier la décharge dans un sens ou dans un autre, suivant des directions qu'il est impossible à prévoir à |?rtoK. Les éclairs^ comme on le verra dans le livre suivant, reproduisent ce phénomène sur une grande échelle.

La bouteille de Leyde étincelante et les tableaux étincelants donnent le moyen d'exagérer la disposition sinueuse des étincelles, et montrent qu'un milieu inégalement conducteur qui sépare deux conducteurs de décharge produit des effets analogues à celui qui se manifeste habituellement dans l'air. Ces appareils sont des condensateurs dont une des armatures est remplacée par une couche de vernis sur laquelle se trouve une poudre métallique, ou de Paventurine. Dans la bouteille étincelante, c'est l'armature exté-

À L'éLBCtRtClTÉ. 8IS

rieure qui esi ainsi disposée^ mais à là partie inférieure se trouve toujours une terne d'étain qui communique au sol; quant au bouton qui est en relation avec la garniture intérieure, il est plus rapproché de Fextrémité supérieure de la couche de vernis que ne le sont habituellement les boutons des bouteilles de Leyde des armatures. Lorsqu'on suspend la bouteille au conducteur d'une machine par son bouton, la base de la garniture extérieure touchant au sol, et que Ton essaye de charger le condensateur, on voit des étincelles éclater sur la surface extérieure dans toutes les directions , et la charge de l'appareil ne peut avoir lieu. Cet effet provient de ce que les parcelles métalliques agissent par influence comme un conducteur imparfait, et servent à décharger continuellement le condensateur.

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

Étincelle danê différents gaz. Dans Tair, 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 Pazote, elles sont belles et ont la même- 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 blanches que dans Pairoudans l'azote, mais aussi brillantes. Dans l'hydrogène, 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 physiques de ce gaz. Dans le gaz acide carbonique, la couleur est comme dans l'air, mais avec une teinte verte, et les étincelles sont plus irrégulières. Dans le gaz chlorhydrique sec, Pétincelle est presque toujours blanche sans partie obs* 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 la ligne de l'étincelle.

Il est facile de montrer par une expérience très-simple Pinfluence des milieux sur la lumière de l'étincelle électrique. Ou prépare plusieurs tubes, comme il a été dit page 29i, et comme on le voit représenté figure 90, de façon à pouvoir introduire dans ces tubes des gaz différents, et à faire éclater des étincelles au milieu à l'aide

344 BFFETS DUS

de fils de platine soudés dans ces tubes. On place plusieurs de ces tubes à côté Tun de l'autre en A, A', A", de.manière que le fil de

Fig. 102.

platine b du premier touche le fil a' du second, que b' du second touche a" du troisième, etc. On fait communiquer un fil a avec une boule de cuivre isolée B, et le fil b" avec le sol ; si alors on fait éclater une série d'étincelles entre la boule B et une machine électrique M, quand la distance entre B et M est suffisante, à chaque décharge ii 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 platine sont sem^blablement placés dans les tubes. Il est nécessak'e dans ces expériences de faire éclater la décharge entre une boule B et une machine; sans cela les étincelles ne passeraient pas en approchant les fils de platine des conducteurs.

Si les tubes A, A', A" sont pleins d'air, les étincelles ont le même éclat ; si le premier est rempli d'hydrogène, le deuxième de chlore, le troisième d'oxygène, on observe les effets qui ont été indiqués précédemment, c'est-à-dire que 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 différentes, comme on Pa dit plus haut. Ainsi la lumière devient blanche et brillante dans un gaz dont la densité est grande, tandis qu'elle s'affaiblit ou prend une teinte rougeâtre dans un milieu dont la densité est plus faible (E. Becquerel).

Décharges obscures. Il faut remarquer que , dans l'expérience précédente , c'est la même quantité d'électricité qui passe dans les tubes et qui donne lieu simultanément à des étincelles de même longueur; l'intensité lumineuse n'étant pas la même, il faut en con-

A L'ÉLlGTBICrré. 845

clupe qu'une porti(Hi de la décharge passe^ dans- certains cas^ sans produire d'effets lumineux. Du reste ^ les phénomènes auxquels on a donné le nom de décharges obscures indiquent le passage de Félectricité au travers des gaz sans effets lupoîneux^ ou du moins avec des effets lumineux beaucoup plus faibles que ceux qiîi se produisent à côté par l'action 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 extrémités, et mises ensuite en contact; on raréfie Pair dans Tintérieur de la cloche, purs on fait passer une décharge de la machine entre les tiges, et, pendant qu'elle est continue, les extrémités sont séparées Tune de l'autre. Au moment de la séparation une lueur continue a lieu sur 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 paraît à l'extrémité de la tige positive et s'avance directement vers la tige négative; elle s'allonge à mesure que l'intervalle s'élargit, mais ne se joint jamais à la lueur négative, 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 induit.

Nous avons observé des effets à peu près analogues dans Pair, en étudiant le développement de Fétincelle 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 conducteurs chargés d'électricité contraire qui leur est fournie continuellement, comme les conducteurs de la machine de Nairne 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 constituée comme il suit : du côté négatif, un point lumineux 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 lumineuse négative se sépare en deux- parties qui s'éloignent de plus en plus à mesure que l'on écarte les 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 partie lumineuse qui s'est

346 BrnTft nvÈ

déiaché6 du csonducteur négatif se rapproche de la lueur^ positive et fimt par se Joindre à elle. Alors il ne reste plus qu'une tr^faible lueur du côté négatif^ et une très-forte lueur du côté positif. Les étincelles acquièrent une telle intensité qu'il est difficile d'apercevoir aucune différence entre leurs parties (Becquerel et E. Becquerel).

DanjS différents gaz^ la décharge obscure diffère, à certains égards^ de celle qui a lieu dans Pair (Faraday). Les deux surfaces arrondies indiquées plus haut ayant été placées dans du gaz chlorhydrique^ à la pression de 0"^^i50 de mercure, on a eu de brillantes étincelles en faisant passer un courant électrique continu^ tant que rintèrvalle n'a été que de 0^^027 ou au-dessous; mais au-dessus elles ont été remplacées par des aigrettes ramassées, intermit* tentes, avec des lueurs sur les deux surfaces et une partie (Ascure entre elles. Quand le courant^ dans la machine , était simplement une étincelle > alors chaque étincelle produisait une décharge à travers Tacide chlorhydrique, qui, à un certain intervalle, devenait très-brillant; à un intervalle plus grand encw'e, il se manifestait vme faible aigrette à l'extrémité inductrice positive, et une lueur à Textrémité induite négative* La partie obscure se terminait entre les deux.

L'hydrogène dcHine fréquemment des étincelles particuhères dont une partie est d'un rouge brillant, tandis que Tautre est d'un gris pâle, ou bien toute l'étincelle est faible et d'un caractère paN ticuHer.

L'azote présente une décharge bien remarquable entre les deux boules^ dont les diamètres sont de^ millimètres et de 56 millimètres, lorsque la plus petite est rendue négative directement ou par induction. La décharge particulière se présente à des intervalles entre 0«»,0176 et 0»,Oie et même 0",0378. Quand la grande balle est inductrice positivement, elle consiste en une petite aigrette pai^ tielle sur la petite boule négative; il y a ensuite un espace obscur^ et enfin une ligne droite sur la grande boule positive. La position de l'espace obscur, quand la lueur est négative, est constante.

n est donc établi par là que l'électricité peut passer à travers certaines masses de gaz en ne donnant lieu qu*à des phénomènes lumineux peu intenses.

Etincelle dans les gaz raréfiés. La pression des gaz ou des vapeurs au milieu desquelles les étincelles éclatent a une influence non moins grande que leur nature sur les effets obtenus. La quantité d'électricité nécessaire pour produire une étincelle tf une longueur

A L BLBCrRTGITE.

constante est sensiUement proportionnelle à la pression du gaz (voir Fig. 33. page 43); mais en outre de cela^ s'il faut moins

d'électricité pour produire une longue étincelle^ la lumière électrique donne de grandes aigrettes ou môme des lueurs comme l'œuf électrique en a déjà offert un exemple. Cet appareil, représenté ci-coniv% se compose d'un ballon de forme ovoïde AB, dans lequel on peut raréfier l'air à volonté. Deux tiges terminées par des boules passent à frottement dans des bottes à cuirs fixées aux deux douilles A et B* En mettant la tige supérieure en communication avec le conducteur d'une machine et l'autre avec le sol » si le vide est fait dans le ballon et qu'on opère dans l'obscurité, on voit un globe de feu de teinte bleuâtre ayant la forme du vase qui va d'une sphère conductrice à l'autre. Si on fait rentrer un peu d'air, la teinte est plus vive mais l'espace lumineux est moins grand; avec une pression inté* rieure plus forte, on aperçoit des coruscations ou des aigrettes allant d^une boule à l'autre; enfin avec l'air à la pression orcUnaire, si 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 produite par suite du passage de l'électricité au travers du vide barométrique. Il se compose d'un tube recourbé ABC, dont les deux branches ayant une longueur supérieure à 76 centimètres, forment deux baromètres séparés par une partie coudée. Ces tubes plongent dans deux vases pleins de mercure et isolés A et G. L'un communique avec un conducteur d'une machine électrique ; l'autre avec le sol.

Quand on opère dans ^obscurité, on voit une lueur dans Fespace vide B, et qui provient du passage de l'électricité au travers de Tenace qui sépare les parties supérieures des deux ccrionnes mercurielles.

Fig. 103.

On peut également employer un petit appareil qui a déjà été Kg. 49 bu. figuré page i2i , à propos du dégagement de

rélectricité par frottement, et qui présente facilement Tapparence des décharges électriques dans le vide barométrique. Il se compose d'une petite roue en verre, formée par un tube . recourbé et renflé de distance en distance. Ce tube , avant d'être fermé, faisait partie d'une chambre barométrique, et, quand on a soudé au chalumeau la partie du tube du baromètre auquel elle tenait, on avait eu soin d'y laisser un peu de mercure. On adapte au tube un axe muni d'une manivelle, et ce système forme une petite roue vide que Ton met en mouvement avec la main. Si on la fait tourner dans l'obscurité, on voit une lueur 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. La cause du phénomène est la même que lorsqu'on agite la colonne mercurielle d'un baromètre ; on aperçoit une lueur au haut du tube. Les expériences de Davy montrent combien la pression et la temp. ^^ pérature du gaz ont -d'influence

sur la lumière de Pétincelle. Il a fait usage de Pappareil suivant : il consiste en un tube ABC , auquel est adapté un robinet en C, afin de raréfier Tair dans la partie BC.

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

Du mercure, au commencement de Texpérience, remplit la partie AB. En raréfiant l'air de BC, on force la colonne mercurielle AB à descendre dans le tube, et entre le mercure C et la tige de platine m il se forme le vide barométrique. On comprend dès lors qu'en faisant communiquer m avec un corps électrisé ou avec le bouton d'une bouteille de Leyde, si un fil de platine 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 se placer dans un vase rempli d'alliage fusible

A L ELBCTHICITB. &49

qui élève sa température^ ou bien être plongé dans im mélange réfrigérant; ainsi on peut étudier la production de la lumière électrique dans Je vide mercurid en faisant varier les conditions de température. Davy^ en opérant ainsi^ a obtenu les résultats suivants :

Ix»*squ'on élève la température du mercure dans le vide barométrique, la lumière électrique se montre d'une couleur .verte; en chauffant graduellement jusqu'à TébuUition du mercure^ la décharge d^une batterie de quelques bocaux y produit une lumière très-éclatante, tandis qu'en refroidissant le mei^ure on Taffaiblitpeu 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-profonde.

En introduisant dans le vide mercuriel ]gL plus petite 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, afin de ne pas avoir sensiblement de matières pondérables dans le vide, la lumière est pâle et d'un jaune paille. Lorsque le vide est fait sur l'huile d'olive et le chlorure d'antimoine, la lumière, dans le dernier cas, est plus marquée qu'avec l'huile.

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 le vide le plus parfait que l'on puisse produire, on doit ^attribuer 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 l'étincelle d'une bouteille de Leyde peut franchir un espace six fois plus long dans le vide de la machhie pneumatique que dans le vide barométrique; ainsi le premier contenant de l'air dilaté permet à la décharge de s'opérer entre les éléments gazeux qui s^y trouvent répandus, tandis que ces éléments n'existant qu'en moindre proportion dans le vide barométrique, l'électricité le traverse plus difficilement.

Nous avons montré comment la nature des miUeux et leur densité peuvent influer sur la lumière émise par les étincelles, mais les corps entre lesquels la décharge éclate ont également une influence très-marquée en raison des particules arrachées de leurs extrémités et qui sont entraînées àTétat d'incandescence. On remarque en général qi|c la lumière électrique est d'autant plus brillante

360 BFVBTS DUS

que les corps entre lesquels elle se produit conduisent mieux l'électricité; avec des corps mauvais conducteurs elle s'affaiblit et prend une teinte violacée rouge. Mais on verra plus loin , quand nous^ parlerons de la composition de la lumière électrique , combien est grande Tinfluence des corps entre lesquels elle se produit.

Mesure de l'intensité des étincelles électriques. Nous venons de voir précédemment que la même quantité d'électricité pouvait donner lieu à des effets différents y suivant la nature des milieux et des conducteurs; mais il était important de pouvoir mesurer l'intensité des étincelles^ afln de comparer leur puissance lumineuse dans ces diverses circ<>nst'ances. M. Masson a atteint ce but en 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 appareil:

Un disquexle papier sur lequel on a trac^ dessecteurs noirs et blancs d'égale dimension, se mouvant avec une rapidité suffisante, parait d'une teinte uniforme et grisâtre, si on l'éclairé avec une lumière blanche permanente. Ce phénomène bien coonu est dû àla persistance de la sensation lumineuse sur la rétine. Lorsqu'au lieu d'une lumière fixe, on emploie une lumière instantanée pour éclairer les secteurs, on aperçoit le disque comme s^il était fixe, les secteurs n'ayant pu se déplacer sensiblement pendant la durée de la lumière. L'œil apercevant dans ce cas, et avec une grande netteté, tous les détails du disque, nous acquérons déjà une notion sur son extrême sensibilité et sur la rapidité avec laquelle s'exerce la perception des objets et se forme notre jugement sur leur nature. Si le disque éclairé par une lumière pennanente est subitement illupàiné par une lumière instantanée, une étincelle électrique par exemple, on verra, pour une intensité convenable de cette dernière, apparaître les secteurs. Si l'on affaiblit successivement la lumière instantanée, il arrivera un instant où les secteurs disparaîtront, et le disque paraîtra éclairé d'une teinte uniforme. Dans ce cas, la lumière instantanée est une firactimi de la lumière permanente, variable avec l'œil de l'opérateur, mais invariable pour un même œil, les circonstances de vision restant les mêmes. En effet, à cause de la pei'sistance de la sensation, la place qu'occupe un secteur noir, ne réfléchissant pas la lumière de l'étincelle, a conservé Péclairement primitif du fond; celle qu'occupe un secteur blanc renvoie à l'œil autant de lumière que la première, plus la lumière due à l'étincelle. Quand l'intensité de cette

A l'ÉIiECTBICITÉ. 851

dernière représentera la limite de sensibilité de Tœil de l'observateuri l^ disque paraîtra uniformément éclairé. Le rapport entre les intensités des éclairements des secteurs noirs et blancs au moment où Ton cesse de les distinguer, peut varier de |^ à j^^ suivant la sensibilité de Toeil de l'observateur. Quant au rapport entre l'intensité de la lumière de Tétincelle et celle de la lumière fixe^ il dépend des dimensions des secteurs noirs et blancs.

Supposons maintenant que l'observateur qui étudie l'intensité 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 quMl approche ou éloigne cette lumière artificielle jusqu'à ce qu'il soit arrivé au point où les secteurs ne soient plus distincts sur la roue en mouvement quand Tétincelle éclate y on mesurera simplement la distance de la lumière artificielle à Técran^ et cette distance servira à comparer les intensités lumineuses de ^étincelle avec celle d'autres étincelles produites entre les boules de Texcitateur placé à la même distance du disque.

M. Masson^ à l'aide de cet appareil^ a obtenu les résultats suivants :

i*" Les intensités de l'étincelle électrique sont proportionnelles aux carrés des distances d'explosion.

S"* Les intensités sont proportionnelles aux surfaces des condensateurs qui donnent les décharges.

S*" Les intensités sont en raison inverse des épaisseurs des con* densateurs (*)•

A"" Lorsque des décharges de batteries produisent de la lumière dans un point d'interruption du circuit et de la chaleur dans un fil faisant partie de ce même circuit, les quantités de chaleur sont proportionnelles aux quantités de lumière,

{*) Cet lroi$ Ids soat comprises dans la formule suiTifite i

I étant l'intensité de rétincelle, H étant coefficient constant, X la distance d'explosion, s la surface des condensateurs, Y la distance de l'étincelle au photomètre, e répaisseurdn condensateur.

On peut remplacet- la formule par celteci :

p étant une constante, g la quanUté d'électricité accumulée et S la surfaee du con* deosateur, U distance de réiiooelle à Tobservaleur ^tant supposés conataute*

353 BFFBTS DUS

Effets lumineux de l'arc vollaique. Nous venons de v(Mr comment réiincelle électrique variait d'éclat et de couleur dans différentes circonstances; mais les observations faites avec Tare voltaïque ont conduit également à des résultats importants à connaître.

Nous parlerons d'abord des effets observés à Taide des décharges que Ton obtient avec les appareils d'induction. Ces appareils n'ont pas encore été décrits; mais comme les effets dont il va être question sont relatifs au sens du courant et aux propriétés lumineuses des décharges électriques, nous pensons devoir indiquer 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 métalUque oscillante d'un appareil dinduction, étincelle provenant du courant d'induction luimême, 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 l'électricité négative débouchait par son extrémité. lien conclut que la lumière prenait naissance au pôle négatif, et que la chideur était la propriété du pôle positif; en outré de cela, il expliquait le transport (tes matières dans l'arc voltaïque du pôle -+ au pôle — par la désagrégation au pôle + résultant d'un excès 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 sdlons le voir, où le pôle + est également lumineux. En outre, le transport des matières du pôle + au pôle — est intimement lié au mouvement de l'électricité, puisqu'il s'observe également lors 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 suivant 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. Rhumkorf , d'après les travaux de MM. Delarive, Masson et Breguet. Cet appareil remarquable, que la science doit à l'habile constructeiu* que nous venons dénommer, sera décrit dans le troisième volume; il donne un courant par induction capable de fournir des étincelles ou un arc continu suivant les distances des conducteurs. On peut suivre même ce passage de la succession des étincelles à Tare voltaïque en approchant

À L BLECTRIGITE.

104 bis.

graduellement 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 si rapide qu'elles constituent un arc; en même temps les effets de chaleur^ de fusion et de transport commencent à se manifester! Nous verrons plus tard comment les effets varient avec le nombre des éléments de la pile servant à activer Tappareil, et suivant les dispositions que Ton emploie. Nous supposerons ici que l'effet lumineux soit simplement obtenu à l'aide 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 œuf électrique contenant deux boules en cuivre C, B ; on peut ainsi raréfier plus ou moins le gaz intérieur. Les deux boules métalliques peuvent être misés en communication avec les extrémités du fil donnant le courant par induction , et par conséquent être rendues successivement positives ou négatives.

Si après avoir fait le vide à 1 ou 2 millimètres de pression, on établit la communication entre les tiges et ^appareil, on voit Tare s'établir aussitôt, même lorsque les boules sont à 2 ou 3 décimètres de distance. En outre, la boule négative G et la tige à laquelle 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 dans l'appareil , l'arc devient d'un moindre diamètre, et la boule 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 négaCif lumineux; mais la boule positive est aussi le point de départ de l'arc de lumière. La différence dans la manière dont se manifestent les effets lumineux aux deux pôles est frappante.

Lorsqu'on fait varier la nature des milieux raréfiés dans cette expérience, il se produit un phénomène extrêmement remarquable* T. I. 23

Zh4 EFFETS DLS

En mettant dans l'appareil de la vapeur d'essence de térébenthine, puis raréfiant le gaz avec le plus grand soin^ au moment où Vm établit la communication entre Tappareil d'induction et les conducteurs C et B, rintervaUe qui se trouve entre les deux boules parait lumineux, mais il est séparé en strates perpendiculaires 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. Est-ce une polarité des particules très-raréfiées d*essence qui se manifeste? ou bien cet effet provient-il de ce que Tare* n'est pas dû à un courant continu d'électricité, comme avec l'électricité des piles, mais bien à une succession de décharges intermittentes? On ne peut répondre, quant à présent, à cette question, ce point exigeant de nouvelles expériences pour être éclairci.

Lorsque l'on produit Farc voltaïque dans les conditions ordinaires, à Paide d'une pile de Bunsen 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 milieu des conducteurs; le pèle positif est le plus brillant, ainsi que cela résulte des expériences de différents observateurs. Nous avons déjà cité, page 3^, 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 longueur de Parc que l'on pouvait obtenir dans-cette circonstance, puisqu'il atteignait une longueur de. i^ centimètres; entre cette limite et celle de quelques millimètres se trouvent les longueurs d'arc fournis par les piles moins puissantes.

En général l'intensité lumineuse augnaente peu quand on augmente le nombre des éléments de la pile, mais die croît rapidement quand on augmente lie surface des couples, ou, si l'on veut, la quantité d'électricité. Ainsi M. Despretz a trouvé, en cherchant à mesurer ^intensité de la lumière électrique dans l'arc voltaïque par différentes méthodes, au moyen de l'appréciation de la distance à laquelle on cesse de lire le plus nettement et de plusieurs procédés photométriques connus, que, lorsque les éléments soni disposés bout à bout, cette intensité croit de 50 à 400 éléments et de 100 à 600, mais d'une manière peu considénd^ ; si, au eoiànm,

A |.'SL£CTR1C1T£. 8^1»

011 réunit les éléments en quantité, de manière à doubler, à tripier^ etc. la surface^ Taecroissement de l'énergie lumineux est alor^ appréciable par un procédé quelconque) 300 éléments mis en deux séries parallèles de iOO chacune éclairent à peu près deux fois plii^ que i 00 éléments simples^ et ainsi successivement jusqu'à 600 élé^ ments disposés en six. séries parallèles de iOO.

Pour donner une idée de la quantité de lumière que peut émettre un arc^ même de petite dimension, nous dirons que MiM* Foucault et Fizeau ont trouvé qu'en coipparant approximativement l'inten*site de la lumière d'un arc voltaïqqe obtenu avec 50 élément» d6 Bunsen de petite dimension, avec la lumière solaire h midi, dans le mois d'avril, par un jour clair, la lumière solaire était deux fois et demie pjus intense; mais ce nombre est très-variable, et nous ne le mentionnons que pour montrer que si Télectricité est la source arti* ficielle caloritique la plus puissante, comme elle est aussi la souree lumineuse la plus intense.

Composition de la lumière électrique, La lumièfe électrique « comme la lumière solaire et les lumières artificielles^ n'est pas »im* pie; elle se compose de divers rayons colorés, dépendant de la nature des corps entre lesquels éclate TétinceUe. WoUaston^ qui a analysé le premier cette Iqnvière, a reconnu 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. Frauenboffer a trouvé aussi de grandes différences avec le spectre solaire, sous le rapport des raies et des bande». Suivant ses recterches, on distingue dans le spectre de la lumière électrique plusieurs lignes brillantes ou parties très>claires, dont Tune, qui se trouve dans le vert, est d'une clarté, pour ainsi dire, brillante en comparaison du reste du spectre. L'or^gé renferme une ligne moins lumineuse, dont la couleur parait être la même que celle de la ligne claire du spec* tre de la flamme d'une lampe. A peu de distance de l'extrémité du spectre, on remarque une ligne d'une teinte sombre; on voit encore facilement dans diverses parties de Fimage prismatique quatre lignes bien claires. Frauenhoffer attribue la présence de ces lignes claires à une portion de lumière qui n'a pas été décomposée dans l'acte de la réfraction au travers des prismes, et qui se dessinait sur le fond moins éclairé du spectre ; mais il opérait à l'aide d'une source lumi« neuse peu intense, qui ne lui a pm permis d'analyser compiétement le phénomène.

s 56 EFFETS DUS

M. Wheastone, en étudiant avec 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 une étincelle d'induction ne variant pas de position, a obtenu les résultats suivants : le spectre de l'étincelle 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 bandes vert-bleuâtre très- rapprochées , d'une bande pourpre Irèsbrillante , et enfin d'une bande violette.

Dans les spectres provenant des étincelles tirées du zinc, du cadmium , du bismuth , du plomb en fusion , M. Wheastone 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 mêmes que dans l'air et dans l'oxygène. Il est prouvé par là que la lumière électrique ne doit pas être considérée comme le résultat de la cony)usti(Hi 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* 11 faut donc que Pintervention de la matière pondérable du conducteur, qui est volatilisée, soit 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 Tair en sortant d'un conducteur métallique ou autre 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 excitant les étincelles ou les décharges dans différents milieux et entre des conducteurs de diverse nature. Quelques-uns des résultats qu'il a obtins sont conformes à ceux dont il vient d'être question; mais, en étendant ses recherdies, il est arrivé à expliquer différentes eircons' tances de la production de la lumière électrique.

A L'ÉLBGTaiCITÉ. 357

Voici la disposition de l^appareil dont il a fait usage :

Fig. 105.

L'étincelle électrique dont on étudie la lumière éclate entre les deux boules A et B. Ces deux boules sont placées à Textrémité de deux tiges métalliques isolées et maintenues fixes à Faide d'un support X; elles sont en relation avec les deux faces d'un condensateur MN, de sorte que si la tige FG touche au conducteur d^une machine électrique et RS avec le sol , le condensateur se chargera continuellement, et l'étincelle n^éclatera entre A et B que lorsque cet appareil sera chargé. Si la machine fournit sans cesse de l'électricité, il se manifestera 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 25.

La lumière électrique traverse un prisme P placé sur un goniomètre de M. Babinet T. La lunette L' renferme un collimateur à fente très-étroite , 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. Rhumkorf. Il suffit de faire communiquer les deux tiges AD et BR avec

$68 EFFETS DtlS

les deux extrémités du fil induit ; eu fMsant éclater ceâ décharges entre le cuivre et le mercure, on a une intensité lumineuse trèsgrande. On peut aussi s'arranger pour produire l'étincelle AB dans un milieu gazeux autre que Fair, 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 DABR un appareil analogue à celui que nous donnerons plus tard et qui rend fixe l'arc voltaïque.

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

Étincelles dans les gan. Le spectre de la lumière électrique contient les couleurs du spectre ordinaire , mais il est sillonné d'une série de lignes très-brillante» 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, -

La position des raies et leur nombre ne dépendent pas de Tintensité de l'étincelle, qui rend seulement leur lumière plus vive en augmentant retendue 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 beaticoup plus de raies brillantes que les autres métaux et sans couleur dominante ; Tétincelle est trèfr-blanehe. Le bismuth présente le môme caractère.

Le plomb donne à l^étincelle une lumière dont le spectre est remarquable par son étendue violette et les belles raies que pré* sente cette couleur.

Le zinc est caractérisé par le vert pomnoe très*étendu de son spectre.

Le charbon est remarquable par la multitude de raies brillantes qu'il présente.

Le fer et Pétain n'offi[»ent rien de particulier.

Le spectre produit entre des conducteurs en argent est caracté*

A LBLBGTAIGITB.

tea;

risé par une teinte verte très-intense et par plusieurs ligues de: cette couleur. Le spectre obtenu avec des étincelles éclatant entre des conducteurs d'or contient plus de jaune que celui qui est produit par l'argent , et des lignes violettes remarquables. Quant uu platine^ il n'offre rien de particulier.

Nous indiquons dans la ligure 106 les spectres obtenus avec des

* Fig. 106.

jL

conducteurs en argent, en cuivre et en zinc ; les lettres r^ o, J, v, etc. indiquent les régions où se trouvent les couleurs rouge > orangée , jaune, verte, etc., et les lignes noires représentent la position des lignes brillantes des spectres. On reconnaît les indications données plus haut et entre autres le zinc donnant des lignes vertes brillantes et bleues bien caractérisées.

Les raies sont les mêmes dans les différents gaz que dans Tair, ainsi que l'avait déjà observé M. Wheastone, La combustion n'a donc aucune influence sur l'effet produit; du reste, le platine , l!or, présentant des raies brillantes, cela seul donnait à penser que

$60 BFFITS DUS

la conrd>ustk>n des métaux n*était pas la cause du phén<Hnfene.

Étincelle dans les liquides. Plusieurs liquides^ cooime l'€»seDoe de térébenthine^ sont assez isolants pour permettre une décharge immédiate^ sans l'intermédiaire d'une autre étincelle^ c'est-à-dire qu'on peut faire passer directement la décharge du condensateur è travers le liquide. Il n'en est pas de même des autres liquides, tels que l'eau, qui laissent facilement circuler Télectricité de tension, et qui agissant, dans certains cas, comme^ corps conducteurs, fonctionnent , dans d^autres, comme corps isolants.

Pour ces derniers liquides, on fait précéder l'étincelle ffune étincelle dans Fair, qui permet de charger le condensateur jusqu'au point où sa tension peut vaincre la résistance de tout le circuit. Avec cette précaution , on obtient de très-belles étincelles dans les liquides , et l'on peut toujours déterminer Tintensité de la déchturge 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 spectre électrique de l'étincelle produite dans les gaz et dans les liquides est très-remarquable, et montre à quoi est dû le phénomène des raies brillantes; il provient probablement du transport à Pétat d'incandescence des particules arrachées aux conducteurs : comme dans les liquides les raies disparaissent, ce transport parait arrêté, et la lueur émise pw l'étincelle n'est plus due qu'à l'incandescence du milieu interposé entre les conducteurs. Il serait peut-être possible que, pour une très-grande tension électrique et de très-fortes décharges, même dans les liquides , il pût y avoir des transports de matières, et par conséquent des raies brillantes des spectres; mais, dans les conditions de ces expériences, on n'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 voUaïque doit présenter des effets analogues ; cependant il offre des particularités que nous devcms signaler.

Le spectre obtenu en réfractant la lumière de l'arc voltaîque 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 ménie place et que Ton compare les raies obtenues entre les mêmes pôles métalliques, en faisant usage des étincelles puis des arcs, on trouve desas les spectres, voltaïqqes des raies qui ont leurs analogues dans ceux des

A l'elictbicité. Z^i

étincelles, maïs beaucoup d'entre elles manquent. M. Masson attribue le moindre nombre des raies brillantes du spectre de Tare voltaïque à ce qu'il est produit par un faible excès de tension électricpie, et qu'il se comporte comme étant formé d'une succession d'étincelles moins vives que les étincelles ordinmres.

La position des raies brillantes dans les spectres de la lumière de la pile est également indépendante de l'intensité du courant^ car M. Despretz s'est assuré qu'en passant d'une pile de 100 éléments de Bunsen a une pile de 600, une raie jaune ou Weue amenée en coïncidence avec le fil d'une lunette servant aux observations restait parfaitement fixe.

La lumière provenant d'un courant voltaïque passant entre deux cbarbcms dans l'eau ou l'alcool ne présente pas de raies brillantes ; ainày dans ce cas, on observe le même effet qu'avec Tétincelle électrique. Les charbons ne subissent aucune altération^ et il n'y a pas transport du pôle + au pôle — ; dans^ l'eau , il y a seulement formation d'oxyde de carbone. En substituant des conducteurs métalliques aux charbons , on observe alors dans le spectre des raies brillantes; le métal est réduit en vapeur qui obscurcit le liquide, et celui-ci laisse déposer une poussière noire qui n'est autre que du métal très-divisé. Ainsi, dans ce cas, l'apparition des raies dans le spectre produit par la lumière émanant du sein du liquide est dû au transport du métal qui a pu s'effectuer par suite de la haute élévation de température de l'arc.

Les résultats que nous venons de faire connaître donnent la cause de la lumière électrique, et indiquent quelle est la part afférente au milieu où elle se produit et aux conducteurs entre lesquels elle se manifeste. Il est évident , d'après l'étude de la composition de la lumière électrique, que l'incandescence des parties pondérables des conducteurs transportées par le courant peut augm^ter 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'ignition des particules arrachées aux conducteurs, et leur position étant indépendante du milieu gazeux où l'étincelle est produite. Dès lors, 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'un

392 BFriTS DU»

courant électrique dans un fil métallique ; alors rélectricité> en m propageant à travers la matière pondérable > solide^ liquide ou gazeuse^ élèverait sa température^ comme le fait un courant voltaïque traversant un fil de platine qu'il échauffe jusqu^à Tincandeicence. Cette hypothèse a l'avantage de ramener à une même cause tous les phénomènes de chaleur et de lumière produits par l'électricité en mouvement.

Phoêplun-escence produite par la lumière électrique, La phosphorescence est la propriété que possèdent passagèrement la plupart des corps <le devenir lumineux par l'action de la chaleur^ de la lumière, du froltement, du choc, des affmités, etc., après que cette action a cessé. La durée, la couleur et l'intensité de 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 cause productrice. Il y a des substances, comme les sulfures de calcium, de barimn^ de strontium , certains diamants, la chaux fluatée, etc., qui deviennent assez vivement lumineuses par l'action de la chaleur et de la lumière; d'autres, comme le carbonate de chaux, de baryte, etc., . qui manifestent ces effets à un moindre degré (*).

Parmi les causes 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 Faction solaire.

Pour soumettre les corps à l'action des décharges électriques, on les place sur la tablette de l'excitateur universel quand ils sont en fragments , et dans des tubes quand ils sont en poussière, en mettant les extrémités des conducteurs à une distance de 2 à 3 centimètres, et l'on fait passer de l'un à l'autre, à travers ces corps , la décharge d'une batterie électrique d'un certain nombre de bocaux. On se place dans l'obscurité, on ferme les yeux et on ne les ouvre que lorsque la décharge a éclaté, afin d'examiner les effets produits. En opérant avec un morceau de craie, on aperçoit immédiatement après , dans le trajet parcouru par l'éleotricité, une traînée de lumière diversement colorée, et dont la durée est quelquefois d'une minute et même plus. Sur d'autres corps, on remarque de semblables effets; seulement la couleur de la lumière varie considérablement à raison de leur nature, et selon qu'ils sont en poudre ou en petits fragments. Un fragment de cristal de

(*) Becquerel, Traité (le phffsiquef t II, p^ 129.

À L'ÉLBCtAlClTÉ. 368

bai'yte sulfatée donne une lumière verte brillante; les coctuïles d'huttre calcinées donnent les couleurs pHsmatiques très^belleft; les effets sont moindres, quand 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 y de la lumière après avoir été influencées par une décharge électrique très-intense , agissant à petite distance ; nous, citerons Je pa** pier^ l^ivoire^ etc.^ mais les métaux et les liquides paraissent ne pas éprouver d'action.

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

La lumière électrique est capable 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 çà et ià une bleuâtre. La phosphorescence amsi produite était d'autant plus forte que la teinte était plus visible (Pearseall).

Les fluors qui deviennent ainsi phos{rtiorescents, 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 l'exposition de cette lumière.

La phosphorescence produite en un point par la lumière électrique semWe se propager dans la matière sensible, comme l'indiquerait l'expérience suivante : si l'on recouvre une capsule de porcelaine contenant la matière impressionnable (sulfure de calcium) avec un papier opaque, percé d'un petit trou rond, d'environ 4 millimètre de diamètre , le papier, enlevé subitement après la décharge, laisse voir à la partie correspondante au trou un tout petit cerdelumineux, d'un éclat très-vif, le reste de la matière étant obscur; mais peu à peu ce reste s'éclaire aussi, et la phoiqAorescence finit par se propager en cercle sur toute la surface de la matière , puis l'effet s'affaiblit graduellement, et après quelques instants tout rentre dans l'obscurité.

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Uéiinoelle électrique agit dans ces différentes conditions comme source de lumière. 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 plusieurs mètres pour ceux qui sont très-impressionnables ; les effets précédemment décrits se manifestent, quoiqu'à un degré moindre^ lorsqu'ils sont plus près. Mais^ comme sources lumineuses^ les décharges électriques sont beaucoup plus puissantes môme que la lunûère du soleil^ car elles rendent phosphorescents des corps qui ne manifestent pas cette propriété sous l'action solaire.

On sait que les rayons lumineux de toutes les réfrangibilités nV gissent pas avec lamôme énergie pour provoquer la phosphorescence dans les corps; en général , les rayons les plus réfrangibles sont seuls doués de cette faculté^ et même une portion du rayonnemmt plus réfrangible que les rayons violets. Pour la lumière électrique ^ il en est de même. On peut le démontrer en mettant sur la tablette de l'excitateur universel une capsule remplie de sulfure de calcium jphosphorescent, et recouverte successivement des différents écrans dont on veut étudier les propriétés. Si Von excite la décharge audessus de ces écrans^ l'action de la lumière électrique ne pourra avoir lieu qu'après le passage de celle-ci au travers des écrans. On trouve 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 S^'^^OS, on a reconnu que celle-ci laissait 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 formés, l'un d'une lame de cristal de roche enfumé de 2l"»"»,76, l'autre d'une lame de verre de 3""»,55, la première laisse passer une forte prop(H*tion des rayons actifs, et l'autre aucun, quoique se laissant traverser par les rayons lumineux (Becquerel et Biot).

Ces exemples montrent que la portion de rayonnement qui ex-

A L*ÉLB€TBIC1T£. 365

cite la phosphorescence est en grande partie plus réfrangible que le violet, et que l'action inégale des écrans transparents indique que quelques-uns sont très-perméables aux rayons de cette réfrangibilité, tandis que d'autres, comme le verre, le sont moins. Quant aux rayons de réfrangibilité correspondant au rouge, à Forangé, au jaune et au vert, bien loin d'exciter la phosphorescence, ils la détruisent (E. Becquerel) (*).

Les décharges électriques éclatant dans Tair à diverses pressions donnent lieu à des effets de phosphorescence qui sont également différents; ainsi en excitant des décharges de même intensité entre deux boules de cuivre placées au milieu d'un ballon et placées à qudques 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 ordinahre. Ainsi, quoiqu^à l'œil les décharges paraissent à peu près aussi brillantes^ c*ependant elles sont loin d'exercer la même action; or, conmie on a vu précédemment, d'après 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 ou fait varier la quantité des particules matérielles placées sur le trajet de la décharge, on se rend facilement compte des effets produits. Ainsi se trouvent confirmées par ce nooyen les différences d'intensité lumineuse qu^une même décharge peut produire à travers un gaz soumis à diverses pressions (Ë. Becquerel).

On a compris sous la dénomination du phénomène de phosphorescence, des phénomènes très-différents, puisque quelques-uns d'entre eux sont dus probablement, ainsi qu'on Ta vu page 335, à une émission de lumière électrique. Quant aux effets produits sous l'influence de la lumière, Thypothèse la plus probable que Ton ait faite jusqu'ici pour expliquer leur production consiste à supposer que les corps sont capables non-seulement de vibrer par l'influence d'ondulations lummeuses lorsque celles-ci les frappent, vibrations qui rendent les objets visibles sous l'action de la lumière, mais encore que certains d'entre 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-

(*) Annales de physique et de cMmie, 3* série, t. IX, p. 2à7 et xn, p. 244.

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dant im certain temps après que Taction a cessé. Dans certains cas, les effets de phosphorescence par élévation de température et d'autres encore paraissent dus à une action analogue (Ë. Bec< quel^l),