NOMBRE

deU

des

INTEIfSITtS.

TOUEMALIHB.

oiciLUTiom.

OSClIXATIOnS.

so

IS

Interprétons ces résultats : la température avait été portée à 1 1 5<»; ai 05'', la tourmaline, quoiqu'elle fût électrique auparavant, a commencé à se fixer entre les deux tiges verticales qui communir quaient avec les deux pôles des piles sèches; à iOO», les oscillations étaient mesurables. Depuis 115° jusqu'à 100°, moment où le refroidissement était le plus rapide , l'intensité électrique croissait trèslentement; de 100° à 90°, l'accroissement de l'intensité a été rapide, puis il Ta été moins jusqu'à 70°; de 70° à 40% il est resté sensiblement stationnaire; de 40° à W*, il a diminué dans la même proportion qu'il avait augmenté depuis 100* jusqu'à 70^. La polarité électrique a disparu entièrement à 13^, quoiqu'elle a'eèi

148 C4USBS DU DEGAGEMENT

commencé à paraître qu'à 50*», quand on a élevé la températiu^. Plusieurs tourmalines ont donné des résultats semblables. On voit donc que Tintensité électrique de chaque pôle n^est pas en raison directe de la vitesse du refroidissement. La loi des variations de l'intensité électrique, qui est très-compliquée, dépend probablement du pouvoir conducteur de la tourmaline, et de la force coercitive des parties constituantes, laquelle force s'oppose à la recomposition immédiate des deux électricités. Il n'y a pas d'autre moyen d'expliquer, en effet, pour quel motif la tourmaline est encore électrique par un refroidissement lent à 15<*, tandis qu'elle ne le devient qu'à 50» quand on la chauffe. D'un autre côté, s'il est facile de mesurer ^intensité électrique de la tourmaline pendant son refroidissement, il n'en est pas de même lorsqu'on élève la température, attendu que son état électrique change avec une assez grande rapidité.

Dans le tableau précédent, les nombres de la quatrième colonne donnent l'intensité de la force qui produit les oscillations en considérant la tourmaUne suspendue comme un pendule dont le point de suspension serait le milieu de cette pierre, et qui oscillerait de chaque côté du conducteur en relation avec les pôles des piles sèches. Ce mode d^expérimentation montre bien là comment diminue l'intensité de la force électrique par le refroidissement.

Dès Finstant que les effets électriques produits dans la tourmaline par élévation de température sont inverses de c^ux que donne l'abaissement de la température, il en résulte que, si les deux extrémités ne se refroidissent pas en même temps, ou bien s'il y a élévation de température d'un côté et abaissement de l'autre , il pourra se faire que l'état électrique de la tourmaline varie de six manières différentes, savoir :

À l'a« des p^Ics. A l'autre.

(+) (0) au passage

Le premier état a lieu lorsque toute la surface de la pierre est exposée également à un refroidissement ou à un échauffement. Il en est de même du dernier. Quant au second et au troisième, ils se

DE L BLECTRIC1TB. 149

produisent lorsque Tun des pôles seulement est dans un état de refroidissement^ tandis que l'autre est dans un état d'échauflement. Relativement au quatrième et au cinquième^ ils se présentent toutes les fois que Fun des pôles se trouve dans un état d'échauffement ou de refroidissement, et Pautre dans un état stationnaire.

Tous les faits exposés jusqu^ici prouvent bien que les effets électriques de la tourmaline sont le résultat de la dilatation et de la contraction , et que , lorsque la température est stationnaire , il n'y a aucun efTet électrique produit. Si nous nous reportons aux effets de clivage, nous trouvons analogie dans les résultats. Dans le cas actuel, la chaleur, à mesure qu'elle est communiquée , dilate les parties^ opère une espèce de clivage moléculaire, et doit mettre en liberté, sur les deux faces en regard, les deux électricités. Nous verrons plus loin comment ce dégagement peut produire les effets observés.

Nous ne devons pas omettre de signaler une propriété remarquable de la tourmaline , que Ton a reconnue dès l'instant que l'on a commencé à étudier ses effets électriques. Quand cette pierre est électrisée par échaufTement ou par refroidissement, si l'on vient à la briser en un point quelconque, chaque partie séparée manifeste un état électrique opposé, de sorte que chaque moitié possède encore la polarité électrique. Cet effet ne peut avoir lieu qu'autant que les deux électricités, qui deviennent libres dans chaque moitié, étaient dissimulées dans le cristal entier, dans le plan môme de section. '

Toutes les tourmalines ne sont pas également électriques; quand elles sont trop longues ou trop ferrugineuses , elles ne donnent aucun effet. Les tourmalines brunes de 2 à 4 centimètres de longueur sont celles qui le sont le plus.

La tourmaline n'est pas le seul minéral cristallisé qui jouisse de la propriété électrique par élévation ou abaissement de température. Haûy a reconnu que cette propriété existe encore dans les substances dont les cristaux dérogent à la loi de symétrie, c'est-àdire dont les parties opposées correspondantes ne sont pas semblables par le nombre , la disposition et la figure de leurs faces, et que le sommet qui est le plus chargé est celui qui manifeste l'électricité positive par refroidissement. Les substances dans lesquelles on a reconnu la faculté électrique par la chaleur sont : la topaze, la boracite, le mésotype, le siUcate de zinc, le sphène, Taxinite, la phrénite, etc.

150 CAUSES DU DEGAGEMENT

F18. » i^ï»* aô (flg. 53 bis) représente un cristal

de tourmaline et ed un cristal de boracite; on voit que les sommets opposés dans chaque cristal, a,beic,d, sont terminés différemment.

Ce que nous avons dit sur les propriétés électriques de la tourmaline suffit pour avoir une idée des effets électriques produits par la chaleur. Voici comment on conçoit cette production : dans un prisme de tourmaline devenue électrique, la tension de l'électricité libre va en décroissant depuis chaque bout jusqu'au milieu, qui est à l'état 0; d'un autre côté, l'expérience nous a appris que le clivage des cristaux constituait chaque partie séparée dans un état électrique différent , d'où Ton en a conclu qu'il en serait encore de même si l'on séparait deux molécules Fune de l'autre , et que la chaleur devait donner lieu à des effets du même genre.

Nous possédons un appareil qui nous présente, grossièrement à la vérité, les effets des substances minérales électriques : c'est la pile électrique, formée d'un certain nombre de plaques de verre armées d'une feuille d'étain sur chacune des deux faces, et disposées parallèlement les unes aux autres, en sorte que la face b de la première communique , au moyen d'un fil métallique, à la face en regard a' de la seconde ; la face 6' de celle-ci , à la face a" de la troisième , et ainsi de suite jusqu'à la dernière , dont la face 6" communique avec le sol. Lorsque cet appareil est isolé, si Ton fait communiquer la face a avec le conducteur d'une forte machine, et qu'après l'avoir électrisée on rompe les communications entre le conducteur et le sol , au bout d'un certain temps les deux faces extrêmes a et 6" de cette pile possèdent un excès d'électricité contraire, et chaque moitié de la pile, une électricité également contraire, dont l'intensité va en diminuant jusqu'à la lame du milieu, qui est à l'état neutre. Voici ce qui se passe : la face a possède une charge électrique en partie libre, en partie dissimulée par l'électricité de nature contraire qui est fixée sur la face b ; il en est de même de la face a" par rapport à la face b, et ainsi de suite jusqu'à la dernière. L'excès d'électricité libre décroît rapidement d'un élément à un autre. Si l'appareil était parfaitement isolé, il a'y aurait aucun changement dans son état électrique ; mais comme il se trouve dans un milieu qui enlève à chaque surface une quantité d'électricité proportionnelle à l'excès qui est libre, il s'ensuit que cette perte sera plus

DB L*ÉLKGTRIGITÉ. 161

grande pour la face a que pour la fi^ a' y et ainsi de suite jusqu'à la face 6" qui n'a pas d'électricité libre. Il résulte de cet état de choses que a ayant perdu une portion de son électricité libre, ne pourra plus neutraliser sur b la quantité qui s'y trouvait aupara^vaut. Il en est de même à l'égard de b', et de même pour les faces a'\ a"\ jusqu'à la dernière fr* qui ne se trouvera plus alors avoir son électricité complètement neutralisée, de sorte qu'une portion deviendra libre. Cette portion ^ d'abord très*petite^ augmentera successivement^ et perdra également par Taction absorbante de l'ab^ mais moins que les portions libres des autres lames , puisqu'elle est d'abord trè&-faible ; mais^ la perte d'électricité libre diminuant de plus en plus sur la première face et augmentant sur la dernière , et les lames intermédiaires éprouvant des effets semblables^ il en résultera que les électricités des faces extrêmes arriveront à régalité, et posséderont^ par conséquent , deux électricités égales et de signe contraire^ lesquelles iront graduellement en décroissant jusqu'au centre où il n'y aura pas d'électricité libre. En rompant la pile en un endroit quelconque , on sépare les deux élec^ tricités qui étaient dissimulées^ de sorte qu'on n'a sur chaque face séparée qu'une certaine quantité d'électricité libre ^ de nature contraire à celle de l'extrémité correspondante.

La tourmaline^ la topaze^ etc.^ nous présentant des effets absolument semblables^ on doit rechercher si la cause indiquée précédemment n'interviendrait pas dans la production de ces efTets. La topaze^ par exemple^ n'a qu'un sens de clivage perpendiculaire à l'axe de cristallisation; si Pon enlève une lame ^ elle prend un excès d'électricité contraire à celui qu'acquiert la face en regard, et cela quel que soit l'endroit où l'on opère le clivage : c'est donc une disposition semblable à celle de la pile électrique. Cela posé , lorsqu'on élève la température du cristal, on écarte les lames dont l'épaisseur est celle d'une molécule, on doit avoir alors un dégagement d'électricité analogue à celui que l'on obtient dans le clivage; de sorte que, la substance conduisant mal^ il peut se former une pile semblable à celle que nous venons de décrire , en admettant que chaque molécule, par l'effet du refroidissement ou l'abaissement de température, possède deux pAIes électriques contraires; que l'espace intersticiel remplace la tige métallique , et que le système cristallin soit tel que l'une des faces de chaque lame renferme les pôles de même nom , et la face en regard les pôles d'électricité contraire.

152 CÀUSBS DU DÉGÀGRMENT

Ce qui tend encore à assimiler la topaze et les cristaux électriques aux piles électriques ou à une réunion de petits condensateurs^ ce sont les effets produits quand on brise la pile ou une topaze. Chaque partie séparée manifeste encore une électricité de signe contraire, comme si ces deux électricités étaient dissimulées avant la rupture.

Le même raisonnement s'applique à tous les cristaux autres que la topaze^ dans lesquels le clivage n'est pas aussi net que dans celle-ci; car, bien que ce clivage n'existe pas toujours^ on conçoit cependant; d'après les idées que nous possédons sur la cristallisation ^ que la nature ait employé un mode de superposition semblable; seulement; nos moyens mécaniques sont insuffisants pour opérer la séparation de ces lames.

Il est à remarquer toutefois que Taxe électrique ne se confond pas toujours avec l'axe cristallographique. Si la plupart des minéraux pyro-électriques ont leurs pôles aux extrémités du cristal, il y en a cependant qui ont des pôles centraux : c'est pour ce motif que M. G. Rose appelle pôles chaque couple de points opposés possédant une électricité contraire et axe électrique la ligne qui joint ces points; pôle analogue électrique, celui qui est positif par élévation de température, et négatif quand il y a abaissement, et pôle antilogue celui qui manifeste des effets inverses. Dans l'étude des propriétés pyro-électriques de quelques cristaux, il ne faut pas oublier que la plupart du temps ces cristaux sont composés de macles, possédant chacune des pôles, qui compliquent nécessairement leur état électrique.

MM. Riess et G. Rose ont reconnu , comme on le savait déjà , que la tourmaline, le silicate de zinc et la scolézite étaient à pôles terminaux et que leur axe d'électricité se confondait avec leur axe de cristallisation.

Les deux derniers minéraux présentent une circonstance remarquable : la scolézite est composée de cristaux réunis par une de leurs extrémités sous forme de masses radiées ; l'extrémité libre, celle qui est divergente, possède le pôle antilogue, tandis que l'autre a le pôle analogue. Dans la calamine, c'est l'inverse.

L'axinite , qui se présente sous la forme de prisme oblique non symétrique, possède deux axes d'électricité , distincts des axes de cristallisation.

La boracite cristallise en cubes qui dérogent à la loi de symétrie ; cette condition se lie à l'électricité polaire, puisque les sommets opposés acquièrent une électricité contraire par la chaleur. Elle

DE l'ÉLECTRIGITB. 168

a donc quatre axes d'électricité se confondant avec les quatre axes du cristal. Le docteur Hankel a annoncé que cette substance possédait trois autres axes se confondant avec ceux du cube. Cette substance aurait donc des pôles aux centres des faces et aux extrémités des axes. MM. Riess et G. Rose ont constaté Texactitude du fait; ils ont reconnu encore que la phrénite^ qui cristallise en prisme droit rhomboïdal de iOO<* environ^ possède deux axes d'électricité placés bout à bout et se confondant avec la petite diagonale de la base , de telle sorte qu^au centre du cristal il existe un pôle analogue commun^ et que les deux pôles antilogues se trouvent aux deux extrémités de cette diagonale. Ce minéral fait donc partie d^une classe de cristaux à pôles centraux^ dans laquelle il faut encore comprendre la topaze.

Effets électriques produits par la chaleur dans les circuits formés d'un seul métal. Lorsqu'on fait varier la température des corps conducteurs^ il se manifeste également des phénomènes électriques très-remarquables, non-seulement par leur intensité, mais encore par la généralité des circonstances dans lesquelles on les observe. Commençons par les cas les plus simples (Becquerel) :

Fig. 63 ter.

Si Ton introduit un fil de platine ab dans un tube de verre fermé à la lampe par Tune de ses extrémités, et que Fon fasse communiquer le bout libre du fil avec le plateau inférieur d^un condensateur platiné ou doré, en touchant du doigt le plateau supérieur, et qu'au moyen d'une lampe à alcool on porte au rouge la partie du tube qui est fermée, on n'obtient aucune charge électrique en séparant les plateaux. Mais si Ton enroule sur l'extrémité du tube qui a été fermée, le bout a' d'un fil de platine dont le bout libre V communique avec le sol, et que l'on chauffe jusqu'à l'incandescence la partie enroulée, le fil intérieur transmet au condensateurune charge très-sensible d'électricité positive. Or, les points a et a' n^ayant pas la même température, et le verre qui les sépare étant devenu conducteur de l'électricité, il faut donc que le bout intérieur a, qui est moins chaud que le bout ci y prenne l'électricité positive , et a' l'électricité négative.

154 C4US1S DU DiOAGBMBNT

Ce résultat nous conduit à un principe important dont voici Té- Fig.54. nonce : Lorsqu'un fil de

7*^+ +^-+ -+ métal non oxydable ou une

C^/ y^ /^ /"S /^ (^ suite de particules a, a', a", V^^^Jv^ V> v^ ^<-;;^ ^<-^ etc.; liées entre elles par la ^ ^ ^ ^ force d'agrégation ; est mis

en contact par l'une de ses extrémités a avec une source de chaleur hj d'une nature quelconque , à l'instant où la chaleur com^ raence à se propager dans le fil^ cette extrémité prend Télectricité positive, tandis que l'électricité négative retourne vers la source; mais o! recevant de la chaleur de a par rayonnement^ puisque la chaleur se transmet de particule à particule , et a'' de d^ ainsi de suite, la seconde particule, qui s'échauffe aux dépens de la première, prend à celle-ci, à chaque instant, de l'électricité positive et lui transmet de ^électricité négative » jusqu'à ce que Téquilibre de température soit rétabli entre elles. D'un autre côté, la décomposition de Pélectricité étant immédiatement suivie d'une recomposition des deux électricités dégagées, il en résulte une foule de décompositions et de recompositions électriques, qui ne cessent que lorsque Téquilibre de température est complètement établi dans toutes les parties ; d'après cela , il ne peut y avoir d'électricité libre qu'aux deux extrémités. Si donc l'on touche le bout incandescent avec un corps conducteur assez volumineux , tel qu'un morceau de papier humide ou un morceau de bois mouillé, on enlève à ce bout son électricité positive, et il ne reste au fil que l'électricité négative. Cette expérience prouve que pendant le mouvement de la chaleur dans une barre de métal, il s^opère une suite de décompositions et de recompositions d'électricité naturelle qui ont de l'analogie avec le mode de propagation de la chaleur dans les corps.

L'expérience suivante vient confirmer cette manière de voir (Becquerel) • ëoit un circuit formé d'un fil de platine dont les deux extrémités sont en communication avec un multipUcateur à fil court ; si l'on élève la température d'une partie quelconque du fil de platine loin des soudures, l'équilibre des forces électriques ne saurait être troublé en raison de l'homogénéité de toutes les parties, et de ce que la propagation de la chaleur se fait également à droite et à gauche des points échauffés» Mais il n'en est plus de même quand on forme un noeud ou une spirale, à peu de distance du foyer de chaleur; il se produit alors un courant dont la direction indique que

DB L^BLBCTRIClTi. 1^5

Fig. 64 bit. le nœud ou la spirale a pris l'élec-

trlcité positive. Or^ comme il n'y a

dans cette partie aucune soudure^

il faut en conclure que TefTet élec-

% — trique est dû à une différence dans

/. la propagation ou le mouvement de

^ç^^^M^j^^j^^^^^ la chaleur à droite et à gauche du

^ ^ foyer, par suite de la présence de

la spirale; les fils métalliques bons

conducteurs de la chaleur ne donnent aucun efTet appréciable.

On obtient des effets analogues à ceux qui viennent d'être exposés , lorsqu'il y a solution de continuité dans un fil de platine. Supposons fixés aux deux extrémités du fil d'un multipUcateur, deux fils de platine parfaitement homogènes , et terminés en spirale ; plongeons une de ces spirales dans la flamme d'une lampe à alcool, retirons-la quand elle est rouge, et posons-la sur celle qui est à la température ordinaire , il y a courant électrique , dont la direction est telle, que le bout qui s'échauffe prend à l'autre Télectricité positive. Avec deux fils de cuivre, parfaitement décapés, on n'obtient un courant qu'autant que Tune des spirales est primitivement oxydée. L'application d'une couche très-mince de mercure, d'étSin , d'or ou d'argent pur sur la spirale produit un effet semblable ; il suffit , en un mot, de dianger le mode de propagation de la chaleur, pour avoir un dégagement d'électricité. L'or et l'argent présentent les mêmes effets que le cuivre quand ils sont purs ; mais, s'ils renferment du cuivre, la couche d'oxyde qui se forme quand on chauffe suffit pour mettre obstacle à la propagation de la chaleur. Yeui-on avoir un courant continu » on prend deux fils de cuivre, en rapport chacun par un bout avec l'une des extrémités du fil d*un multiplicateur, on réunit les deux bouts libres, au moyen de deux crochets passés l'un dans l'autre, et l'on chauffe jusqu'au rouge , à droite ou à gauche des points de jonction, avec une lampe à alcool ; il se produit un coui*ant électrique dirigé du côté chaud au côté froid , aussitôt que la surface de cuivre est recouverte d'une couche d'oxyde. En opérant avec des métaux oxydables, tels que ranlimoine, le zinc et le fer, les eflCets sont inverses, c*est-à-dire que le courant va du froid au chaud. L'oxydation n'est pas la seule cause de cette inversion, car, s^il en était ainsi, le côté chaud, qui serait le plus attaqué, continuerait à être négatif. Le plomb et l'étain donnent des effets variables , en raison de

156 CAUSES DU DiOÀGBMBNT

leur hétérogénéité. On a vu, en effet, par ce qui précède , que si les fils ou masses métalliques i*ecèlent des corps étrangers qui tendent à modifier la propagation de la chaleur, les deux électricités se séparent au point où se trouvent ces corps. On en a un exemple dans le fer, qui n'est presque jamais exempt de carbone ou d^oxyde. En effet, si un fil de fer, étant en rapport avec un multiplicateur, on promène la flamme d'une lampe à alcool successivement sur tous les points, en portant la température Jusqu'au rouge, et éloignant la flamme des points de contact du fil avec le circuit du multiplicateur pour ne pas les échauffer, on obtient souvent un courant électrique qui ne peut être attribué qu'à Tinégale propagation de la chaleur dans deux portions contiguës; mais, comme toutes les parties ne donnent pas lieu à cet effet, on peut l'attribuer à la présence des corps étrangers ou à la différence d'écrouissage des différentes parties du fil.

Dans les métaux cristallisés comme le bismuth, Tantimoine, on observe des courants électro-électriques dans différents sens, provenant de la manière inégale dont se distribue la chaleur dans la masse : ces effets sont donc beaucoup plus manifestes dans ce cas qu'en faisant usage de fils de cuivre, de fer ou d'argent.

Il résulte des faits précédents qu'en prenant deux fils de platine, de diamètre différent, communiquant par un de leurs bouts avec le multiplicateur, et en contact par leur bout libre terminé en anneau , si Ton plonge l'anneau du fil le plus fin dans la flamme d'une lampe à alcool, on a un courant continu, par suite de l'inégale propagation de la chaleur dans les deux fils. Nous répétons encore que toutes les causes qui tendent à modifier dans les corps la propagation de la chaleur troublent l'équilibre des forces électriques.

On observe également des effets thermo-électriques quand des fils ou des lames de platine sont plongés dans des flammes; mais comme dans cette circonstance il peut également se produire des effets provenant de la combustion, nous n'en parlerons que dans le chapitre suivant.

On doit donc regarder comme démontré que , lorsque la chaleur chemine dans un corps, à l'endroit où elle rencontre un obstacle, il y a séparation des deux électricités. Mais cet obstacle peut provenir non-seulement de la présence de corps étrangers, mais encore de l'état cristallin des corps, en vertu duquel l'élasticité des parties n'étant pas la même dans tous les sens, la propagation de la chaleur ne doit pas être uniforme (Becquerel).

DB L*BLECTRICITé. 157

On a supposé^ et M. Magnus en particulier^ que les effets électriques dans les circuits formés d'un seul métal étaient dus à une différence d'écrouissage dans les deux parties contiguës, ce qui ferait rentrer les phénomènes dans ceux que l'on observe à l'aide de deux métaux différents. Mais si ces effets peuvent se présenter , nous pensons que, dans les cas cités plus haut^ les effets sont dus à la cause que nous avons signalée.

Effets électriques produits par la chaleur dans les circuits formés de plusieurs métaux. On a vu que Ton obtient dans un fil de platine un courant électrique continu quand, ayant réuni ensemble les deux bouts libres au moyen de deux anneaux passés l'un dans l'autre, on porte le foyer de chaleur à droite ou à gauche des points de jonction, et qu'il en est encore de même en opérant avec deux tUs de cuivre, dont une des surfaces a été préalablement oxydée. Mais si Texpérience se fait avec deux fils de métaux différents, soudés par un de leurs bouts, ou seulement rapprochés par une forte pression, et en communication de l'autre avec les extrémités d'un multiplicateur à fil court, on a des courants électriques pouvant acquérir une certaine intensité et qui permettent de ranger les métaux dans l'ordre suivant :

Bismuth, platine, plomb, étain, cuivre, or, ai*gent, zinc, fer, antimoine (Becquerel).

Dans cette classification, chaque métal est positif par rapport à celui qui le précède, et négatif relativement à ceux qui le suivent; cet ordre est précisément le même que celui que nous avons indiqué pour les effets électriques de frottement (page 132), lesquels n'ont pu être attribués entièrement à la chaleur dégagée; car si, au lieu de frotter légèrement deux lames l'une contre l'autre, on les frappe à coups redoublés en évitant les frottements latéraux, il ne se produit pas de courant électrique.

Si l'on interrompt par un liquide un circuit thermo-électrique au moyen de deux lames de platine plongeant dans ce liquide, et en communication avec des lames ou des fils de métal, on n'obtient qu'un faible courant en chauffant la soudure; en effet, le liquide, en raison de sa mauvaise conductibilité, augmentant de beaucoup la résistance totale du circuit, il peut y avoir recomposition des deux électricités à la source môme d'où elles émanent, c'est-à-dire au contact des deux métaux.

Diverses substances minérales conductrices, telles que la plombagine, le peroxyde de manganèse, le persulfure de fer, peuvent ser-

168 CAUSES DU DBGAGEMBNT

vir à former des circuite thermo-électriques à la manière des métaux. La plombagine est positive par rapport au platine , tandis que ce dernier est positif relativement au peroxyde de manganèse et au persulfure de fer.

En se fondant sur les effets que Ton observe avec le bismuth et Tantimoine^ qui sont les métaux tenant les extrémités de la série citée plus haut^ on peut disposer un petit appareil qui montre simplement la production de l'électricité dans un circuit mixte composé de deux métaux , lorsque Ton chaufTe une des surfaces de séptu*ation* Fig. 66. ABCD est un rectangle formé

d'une barre en bismuth ÂB à laquelle sont soudés les trois côtés en antimoine AC ^ CD ^ DB.

Au centre peut se mouvoir sur un pivot une aiguille aimantée. On place le rectangle de ma* nière que son plan soit le même que le plan vertical passant par l'aiguille aimantée. Alors^ avec une lampe à alcool^ on échauffe un des points de jonction : soit B. L'aiguille au bout de quelques instants se dévie et indique l'existence d'un courant électrique circulant dans le rectangle. Si on laisse refroidir B et»qu'on cbauflfo A^ l'autre soudure > l'aiguille se dévie encore^ mais en sens inverse^ le courant électrique ayant changé de sens. Cette expérience repose sur le fait fondamental observé par Seebeck, qui a découvert les courants thermo-électriques produits dans les circuits composés de plusieurs métaux.

En cherchant parmi les propriétés calorifiques des corps celles qui ont quelques rapports avec les propriétés thermo-électriques^ on ne trouve que la chaleur spécifique, car l'ordre des métaux rangés suivant leur chaleur spécifique est : bismuth^ plomb, or, platine^ argent^ antimoine^ zinc, cuivre et fer. Quoique dans les deux tableaux le rang de chaque métal ne soit pas le méme^ on voit cependant qu'à peu d'exceptions près, les métaux les plus électro-négatifs sont ceux qui ont le moins de chaleur spécifique. La capacité calorifique peut donc influer jusqu'à un certain point sur les phénomènes thermo-électriques. De plus, nous avons vu que le pouvoir conducteur pour l'électricité était aussi une des causes des effets électriques dus à Faction de la chaleur ; voilà donc deux causes qui concourent à l'effet général. Continuons l'examen de ces phénomènesa

DE l'£L£CTB1CiTB. 169

On prend un circuit composé de fils de différents métaux et en

relation avec un galvanomètre; dans ce circuit le cuivre et le fer

sont d'abord en contact immédiat en a^ fig. 56 , et partout ailleurs

Fig. 60. ils sont séparés aux soudures

j*j^ beiCf d et e, / et y, par des

^ fils de platine^ d'or et d'étain.

On conunence à porter la soudure a à 50», tandis que l'on maintient à zéro toutes les autres ; on observe alors Tin* tensité du courant, puis l'on porte successivement à 50*» les soudures b et c, deie,fei g, en maintenant également toutes les autres à zéro. Dans ces diverses circonstances, les courants produits ont toujours la même intensité , de sorte que le fer et le cuivre , quand ils sont en contact ou séparés par d'autres métaux , donnent naissance à un courant dont 1 intensité est la mémci et qui ne dépend par conséquent que de la température des deux points extrêmes. Ce fait est très-important, puisqu^il tend à démontrer que le cou<» rant ne provient pas d'une action de contact, mais d'une différence dans le mode d'action de la chaleur sur chaque métal en particulier (Becquerel).

L'expérience démontre que dans les circuits oh les effets thermoélectriques ne sont pas proportionnels aux différences de tempéra* ture, comme dans un circuit fermé, fer et cuivre, si Ton élève chacune des soudures à une température différente, l'intensité du cou* rant est égale à la différence des intensités du courant produit | quand on porte successivement chacune des soudures à l^me de ces températures, l'autre soudure étant à zéro , et non à Tintensité du courant qui résulte de la seule différence de température entre les deux soudures.

Il est aisé de prouver qu'en général, les effets produits sont dus au mouvement de la chaleur, et non à l'oxydation, puisque les mêmes effets ont également lieu dans des milieux privés d'oxygène.

Si Ton opère aviec un circuit composé d'un fll de platine et d'un fil de palladium, on trouve que depuis zéro jusqu'à 350® pour chaque accroissement égal de température, l'intensité du courant croH de la même quantité. Dans la plupart des circuits métalliques, l'intensité du courant ne croit guère proportionnellement à la température que jusqu'à lOO*".

CAUSES DU DEGAGEMENT

Il y a des mélaux qui présentent des irrégularités remarquables^ comme ou le voit dans le tableau suivant (Becquerel) :

TEMPÉRATURE

DÉVIATION

DÉSIGNATION

d'une des

do circuit.

soudures, Tautre

de raiguille

ORSERVATIONS.

étant à zéro.

aimantée.

Fer-COIVRB 1 200

AU rouge sombre,

la dévialion chang«^

de sens.

ARGUIT-UIIC A 226

ATec le zinc el l'or, à 70% la yariation est d*enTiroo 2*; mais, en continiiaot |

à élefer la température, elle dimioai

8,elà I60»;elle et

^ nulle; die recom-

mence alors en sens inTerse.

Or-zinc

On tire les conséquences suivantes des résultats consignés dans ce tableau :

1« Dans un circuit fer et cuivre , l'une des soudures étant à zéro et l'autre croissant depuis zéro jusqu'à 'MO^, l'intensité du courant ne croit proportionnellement à lar température qu'entre de très-

DK L ELECTRICITE. ICI

faibles limites de température; à 300'» le courant thermo-électrique est à peine sensible; mais^ si Ton continue à élever la température^ le courant devient stationnaire^ son intensité commence à décroître, et il finit par changer de direction quand la température est au rouge sombre.

^ Le zinc et l'argent donnent des effets semblables. L'argent est d'abord positif; le courant augmente d'intensité jusqu'à 420°, diminue et devient nul pour se reproduire en sens inverse, c'est-à-* dire que le zinc devient positif et conserve cet état jusqu'à la fusion; aussitôt que l'on cesse d'élever la température . le courant diminue et finit par reprendre sa première direction. L'or se comporte de même que l'aident à l'égard du zinc. Quelle est la cause de ce singulier phénomène? On ne peut Fattribuer qu'à des modifications dans Fétat d'agrégation des molécules et à un contact plus ou moins imparfait quand on superpose les deux métaux l'un sur l'autre, et non à l'action de Fair sur le zinc , car l'effet a également lieu quand la soudure plonge dans l'huile privée d'air et d'eau.

3° Le circuit fer et cuivre donne toujours les effets précédemment indiqués , quels que soient le diamètre des fils et leur mode de contact, qu'ils soient soudés ou appliqués avec une forte pression ; mais il n'en est pas de môme avec les circuits zinc et or, zinc et argent : les effets varient d'intensité suivant le diamètre des filsel leur mode de contact; quelquefois môme le premier courant est à peine sensible. Les circuits précédents sont les seuls qui aient présenté jusqu'ici de semblables effets.

Pour trouver la relation existant entre les intensités des courants produits par différents circuits , et par conséquent le pouvoir thermo-électrique de chaque métal , c'est-à-dire, la faculté dont jouit chaque métal d'émettre telle quantité d'électricité, dans son contact avec un autre métal, à une température donnée, il faut opérer avec un circuit composé de fils de tous les métaux dont on veut trouver la faculté thermo-électrique d'après une disposition analogue à celle de la figure 58. En ne changeant pas de circuit, la conductibilité est effeclivement la même , et les résultats deviennent comparables entre eux. Toutes les soudures sont maintenues à la température zéro, excepté celle sur laquelle on expérimente. Le tableau suivant présente les résultats obtenus avec un circuit composé de fils de huit métaux différents, chacun de deux décimètres de long, d'un demi-millimètre de diamètre, soudés avec

T. I. Il