ARTICLE TROISIÈME

Quelle que soit son origine, le flux d'électricité, lorsqu'il traverse des milieux mauvais conducteurs, peut produire sur son passage des phénomènes lumineux dont la forme, l'éclat, la couleur, etc. , varient avec les circonstances au milieu desquelles s'opère la transmission. Nous

commencerons par la description des effets lumineux (léterminés par les décharges d'électricité statique , les courants d'induction et les courants voltaïques; nous nous occuperons ensuite des lois de Tintensité, et de la composition de la lumière électriqua

S Z*». — SffeU Immoemc des dédi«rg«i d'éleétrîQHé fttalifw.

Le cabinet de physique de la Fuculté de médedtie possède une machine électrique très puissante (1); nmn en avons profité pour étudier avec soin les effets luminaix dont la décharge s*accompagne, soit à Tair libre, soiidaii^ Tair raréfié. Des figures nombreuses et dessinées d'apK-^ nature représentent les principales formes du plirnomèBc et permettent de suivre les transformations qu'il éprmiYe quand on fait varier la distance explosive et la densité da milieu gazeux.

Dans les gaz et à la pression ordinaire, les phénomènes lumineux qui accompagnent les décharges d'électridlé statique peuvent se présenter sous trois formes principales, Véiincelley Yaigrelte et la lueur,

ËUnceUe. — On obtient de belles étincelles en présentant aux extrémités des conducteurs de la machine la

(l) Le pldleaa de verre de cette machine a l'",33 de diamèlre. Les coussins Trotteurs, établis par M. Perrault dit Slciner, de Fraocfort-sur-lc-Mein, étaient enduits d*un amalgame composé déniercurC| de zinc, d'étain et d'une faible proportion de bismuth. La substitution des coussins Trotteurs et de Texcellent amalgame de M. Steincr aux coussins ordinaires et à Tor mussif augmente considérablement la puissance des machines.

Iranclie d'un largo plateau métalliqoe en communication avec les coussins ft^otteyrs, et tenu par un iiiaiiclie isolant, A deux cenlimètres de distance (Fig, /liS), le conducteur de la loacbine et le plateau écliangent une série de dédiarges lumineuses acconipagDées d'un bruit continu

ng. 418,

Fig. A\%

et très ressemblant à celui que i^nd une pièce de soie qu'on décliire. Ces dt^chiu'ges se succèdent avec tant de rapidité^ que Tœîl ne peut pas les séparer. Dans ces cir* constances, la macliineet le plateau semblent réunis par un large trait de feu conîimj rectiligne, de môme épaisseur dans toute son étendue, blanc et d'un éclat éblouis-

^pusqu'à huit cenli mètres environ (Fig. ^il9), le pbé- ^otnèno c^onserve les mêmes apparences; seulement, à mesura que la dislance du conducteur et du plateau augmente, le trait de feu s'amincit surtout dans sa partie médiane, tout en conservant beaucoup d'éclat vers ses deux extrémités. Bien que rœil ne puisse pas encore

AfS ÉLECTaicrrÊ dttîabîiqïie,

séparer les décharges» cei^endant le bruit qui les accom* pagfiennnonœ qne leur fréquence diminue à mesure que

le plïitmu s*élm^e,

A partir de dix cenlirnetres de distance environ, les pliônomènes perd«*nt cette apparoiice île conliiiuitè. Les dtMtljargos mwi iniiiii(estc*nienl distirictf^s, eliacuïtc trelles est aaujnipagii*V? d*un craquement sec, et derappurition d*un Irait de feu très brillant^ d\in sillon de luniicm trfa resserré , compose d'une succession do ligoos droites disposées en zitjzaf/, Le^ Figures /i20 , /|21, représentent les étincelles fournit^ à quinze et à lungt-cinq conthnélres de distança* Par un temps sec , lorsque la machine e&t pd pleine aclivité, on peut facilemiMit obtenir de bHlcséliuoeUes en zigzag de trmte-cinq centimelres <U« lun|ueiir. Les dœlmrges sont d'ailleurs d'autant moins fréquentfs

rig. 4ÎÛ.

que la distance du conducteur et du plateau e^t plus grande* Les phénomènes himineuK qui accompagnent Jla âé-

EFFETS LUHINEUX

diarge électrique acquièrent mi développemeot et yn écht très remarquables, lorsque (Fig. 422) le disque Tiiétalliqur, restant en communiciitbn avec les coussins froltoiirs, est appliqué par sa tranclie conlre le plateau (le verre de la machine et au-de$sc3us de la mâchoire de Tim des conducteurs.

Dans ce cas, la machine se décharge sur le disque, le flux d*électricité serpente sur la surface du plateau de verre, û% y dessine det^

Mfccs lutnineux

^Hn très gi^îuid

^Hat. Si l'alnio-

^Hière n'est pas

trop eliar^w ^^^^^^

riUlun}idité et m ptnalgarae a è\é récemment renouvelé sur les coussins frottaurs, on obtient ainsi des bandes lumineuses de plusieurs niillimètres de largeur, blanches, d'un ik'lat éblouis- " ant, et qui occupent sur le plateau de verre des arcs de êùixante degrés. Avec la grande machine de la Faculté de médecine, ces étinceUes circulaires peuvent facilement

k^k ÉLECTBICITÉ DYNAUIQUE.

atteindre une longueur de soixante^inq centimètres en* viron.

A la pression ordinaire et dans Tair, les longues étincelles sont très brillantes ; leur couleur est bleuâtre, tintée de pourpre aux extrémités. Quand la distance explosive est très grande, ou quand la quantité d'électricité qui passe n'est pas très considérable, Tétincelle est moins éclatante dans ses portions médianes qu'à son point de départ et à'son point d'arrivée.

La nature des gaz traversés par la déchaîne exerce une grande influence sur la couleur et la vivacité de l'étincelle. Nous empruntons les résultats suivants au travail de M. Faraday (1). — Dans l'azote, l'étincelle est très belle; elle revêt les mômes apparences que dans l'air, mais elle est plus sonore, et sa teinte est plus décidément bleu&tre ou pourprée. — Dans l'oxygène, Tétincelle est plus blanche et un peu moins brillante que dans l'air. — Dans l'hydrogène , l'étincelle est peu sonore et remarquable par sa couleur cramoisie. Cette teinte particulière s'efTace et disparaît quand le gaz est raréfié. D'après Van Marum, l'étincelle serait quatre fois plus longue dans l'hydrogène que dans l'air. — Dans l'acide carbonique, l'étincelle peut, dans des circonstances identiques, être obtenue plus longue que dans l'air ; sa couleur ne diffère de celle de rétincelle dans l'air que par une légère teinte verte.— Dans le gaz chlorhydrique bien sec, l'étincelle est presque blanche, d'un éclat uniforme dans toute sa longueur. — — Dans le gaz de l'éclairage, l'étincelle est tantôt verte,

(I) Expérimental Researches, 1. 1, p. 452.

tantôt rouge; quelquefois elle se partage en deux portions, Tune verte et l'autre rouge.

L'étincelle électrique peut aussi se produire dans les liquides mauvais conducteurs, tels que Thuile de térébenthine , rhuile d'olive , etc. On l'obtient plus difficilement dans Teau. La décharge électrique, lorsqu'elle traverse les solides mauvais conducteurs, tels que la résine, le blanc de baleine, le verre, etc., produit sur son trajet une véritable étincelle.

Les expériences nombreuses de Naime et Van Marum prouvent que l'étincelle produit sur son passage une élévation de température. Les propriétés ctilorifiques de l'étincelle sont rendues évidentes p^r rexpérienco. du pistolet de Volta, et l'inflammation de Téther déterminée par une décharge qui vient fràppeif^ près, de sa surface, les parois du vase métallique datis lî^quel il est contenu. Ajoutons encore que la mèche d'une lampe à alcool ré« cemment éteinte se rallume quand elle est traversée par de fortes étincelles, et que le ôoton-poudre prend feu quand on le place sur le trajet des nombreuses et volumineuses étincelles échangées à courte distance par le conducteur de la machine et une sphère métallique en communication avec le sol. — Cependant M. Ed. Becquerel (1 ) n'a pu constater aucune trace appréciable de variation de température sur la surface noircie d'une pile thermo-électrique exposée à là'radiation de l'étincelle. De plus, certains corps très combustibles, comme le papier, la poudre à canon, etc., mais qui, pour prendre feu, ont besoin de rester

(t) CompL rend, de VAcad. des se, 1839, t. VIII, p. 33*.

pendant un certain temps soumis à Faction delà chaleur, ne s'enflamment pas quand ils sont frappés par les étincelles de la machine ou d'une batterie électrique.

Ces faits négatifs ne sont pas dénature à &ire douter des propriétés calorifiques de l'étincelle, et trouY^ot lair explication naturelle dans Y instantanéité de la décharge électrique. L'exactitude de cette manière de voir est démontrée par l'expérience suivante citée par M. de LalUTO(i). Pour enflammer la poudre, il suffit de ralentir la marclic de l'électricité, et d'augmenter la durée de Tétinoelle; on y parvient facilement, en forçant la déchaifpe d'une bouteille de Leyde à traverser une corde humide ou un tube de verre rempli d'un liquide capable d'opposer une forte résistance à son passage.

C'est ici le lieu de signaler une forme particulière que prend le phénomène lumineux quand la décharge s'opère à très grande distance, à trente centimètres, par exemple. L'étincelle (Fig. ^23] consiste, comme à l'ordinaire, en un trait de feu très brillant ; mais, en outre, chaque élément rectiligne de ce trait de feu central fournit Iatéral«nent une ou plusieurs ramifications lumineuses, très déliées, de longueur variable, et qui ne tardent pas à s'éteindrc dans la masse d'air environnante. Ces ramifications sont évidemment autant de décharges latérales fournies par l'étincelle elle-même; elles accusent l'existence d'une tension latérale dans le flux d'électricité fourni par la machine. — Quand la distance explosive est faible, la résistance des couches d'air interposées n'est pas assez considérable

(1) Traité d'ékclricMé théorique et pratique^ t. II, p. 219.

KFKfilâ LUMINEUX. '*67

►ourqyela tension latérale se révèle par des phénomènes eiisibles , J'électricité passe tout entière dans la même

inaction ^ l'étincelle est simple et ses bords sont nettement essinés, — Mais lorsque, par le fait de l'augmentation de 1 distance explosive, la résistance à vaincre devient très rande , une partie de réïectridté oMt à la tension laté*

Fig, 4i4.

aie; alors apparaissent ces fines traînées lumineuses, éritables décharges de dérmation^ qui émanent toutes du

/i68 ÉLËCTKICITË DYNAMIQUE.

flux principal, et tendent à décomposer rétincelle eu uu nombre variable de ramifications lumineuses.

Vers les limites extrêmes de la distance explosive, il arrive souvent que rétincelle (Fig. 42/i} obéit à un mouvement de dissociation. Le conducteur de la machine et le plateau sont encore réunis par un sillon lumineux en zi^;:a^; mais ce trait de feu, pâle et grêle, fournit une multitude de ramifications latérales, longues et divergentes. Cette forme du phénomène lumineux et la précAlente marquent le passage de la véritable étincelle à l'aigrette électrique.

Aigrette. — Lorsque la machine est mise en activité dans une chambre obscure, des jets lumineux, connus sous le nom d'aigrettes, s'échappent spontanément des portions les plus saillantes des conducteurs, surtout de celles dont les dimensions sont petites et dont la tension est consé(]uemment très considérable. Chaque aigrette tient au conducteur par un pédicule cylindrique ou légèrement conique, de longueur variable et d'une couleur violacée teintée de pourpre. Au sommet du pédicule, le jet lumineux se divise en un nombre variable de ramifications divergentes, pâles, agitées d'une sorte de fiémissement, et accompagnées d'un son bas, sourd et saccadé. L'aigrette n'est évidemment qu'une décharge d'une pièce de la machine vers les murailles de la chambre, ou vers les conducteurs situés à grande distance. L'électricité s'élance par un jet unique qui constitue le pédicule; puis, à cause de la grande résistance qu'elle rencontre, elle se partage en une multitude de décharges latérales traduites par des ramifications lumineuses, divergentes, qui se sub-

EFFETS LUMINEUX, hti^

ivisenl à leur tour. A mesure que rélectrïcilé éïiitse par i niacliine envahit des espaces de plus en plus étendus, î phéiiamèiie lumineux perd graduellcmeiU de son éclat^ t fibit par disparaître coinpléteinent.

Il est facile de déterminer la production de très Mies igreltes, en approcliÈiiit du conducteur de lu machine, cl n maintenant un peu au delà de la dislauœ explosive les disques ou des sphères métalliques eu conimuuicalioïi vec les coussins frotteurs.

La Figure h25 rqiresfmte une des formes de l'iii^reUe [ui s'échappait du cùiiductcur de la jnadùuL% fjuaud la rauclie du plateau métuilique était maiuteime à environ rc w/é' Cl n§ centimètres de distance. Lp piklicule, de forme ectîligne, avait une lielle couleur \ioUict>e teiutée de ►ourpre; la gerbe était conipoa^e dejetslimiiiicux, divers :ents, blancs, dont Téclat allait s\iû'aiblissa»t du centre

la périphérie. Le bord du disque était léi^'èrement phosliorescetît; le sommet de Taigrctto était îiéparé du disque ar un espace complètement obscur.

ErPEtS LUMINEITX. £|7l

l'aigrette est ia résultat ri*uïj écoulement €ôntmu delectri- 6\é.U. Wbeatstone a analysé le phénomène au moyeu de s<Mi mimîr rournant; ^^s reçherrhrsdémtmtn'nt que fc

jet lumineux est produit par dos décliarges successives, întermUleotes, et séparées par un intervalle de temps appréciable. Le son qui acconjpu{^ne luit^iclte est dû hu-

même à la réi)étilioii du craquement produit par chacune do ces décharges. Cette constitution de Taigrette peut être véritit'îc d'une manière très simple. La tète étant mainlenuc innnobile, on imprime à Vœil des mouvements rapides, et tels que son axe traverse la direction du jet lumineux; chaque décliargc partielle vient alors se peindre sur une portion distincte de la rétine, et la gerbe lumineuse se résout en un certain Dombre d'aigrettes élémentaires, toutes de mêmes dimensions, toutes composées d'un pédicule et d'une i)artie évasée et rameuse. Cette succession rapide de décharges est un effet de l'éloignementdes coqis conducteurs environnants sur lesquels s'exerce l'influence (le la machine. Gliacune de ces décharges est incomplète, n'entrainc qu'une partie de l'électricité accumulée, laisse un résidu considérable sur la machine, qui très rapidement reprend sa tension première et fournit une nouvelle aigrette élémentaire.

Avec des conducteui*s terminés par des extrémités sphériques de divers diamètres, M. Faraday (!) a obtenu les résultats suivants : — A mesure que le diamètre de ces s[)hères diminue, le jet lumineux perd de son cHcnduc, les décharges partielles se succèdent avec plus de rapidité, le son rendu s'affaiblit et prend une tonalité plus élevée, [^'aigrette qui s'échappe de l'extrémité arrondie d'un tii métallique est très petite, mais toujours décomposable; elle s'accompagne d'un son très faible et très aigu, représentant une note musicale distincte. Ces faits sont complètement d'accord avec ce que nous avons dit plus liau(

{\) Expérimental Hesearches, t. î, p. 455.

ie la constitution et du mécanisme de formation des aigrettes.

A la pression ordinaire, la nature des gaz traversés par la décharge exerce une grande influence sur la couleur, la forme et la facilité de production de Taigrette. Ce sujet a été étudié avec beaucoup de soin par M. Faraday (1).

Dans l'air, on obtient facilement des aigrettes bien dessinées, remarquables par leur développement, et d'une belle teinte purpurine. — Dans l'oxygène , l'aigrette est droite, comprimée, blanchâtre et de peu d'éclat. — Dans l'hydrogène , l'aigrette prend plus de développement et d'éclat que dans l'oxygène ; sa couleur est gils verdâtre. — Dans le gaz de l'éclairage, l'aigrette se produit difficilement, elle est courte et composée de ramifications très serrées. Elle se rapproche beaucoup de l'étincelle; sa couleur est généralement verdâtre. — Dans le gaz acide carbonique, la décharge a une grande tendance à se foire sous forme d'étincelle. L'aigrette a peu de développement et manque d'éclat. — Dans le gaz chlorhydrique, l'aigrette est très difficile à obtenir ; elle est courte et sans éclat. A deux centimètres de distance, la décharge s'opère habituellement entre les extrémités arrondies des conducteurs en présence, sans produire de phénomène lumineux appréciable. — Dans l'azote, les aigrettes ont plus d'étendue, plus d'éclat, et se produisent avec plus de facilité que dans les autres gaz.

M. Faraday a obtenu aussi des aigrettes dans l'huile de térébentliine. Le liquide étant contenu dans un vase mé-

(1) Expérimental Researches^ 1. 1, p 4G5.

Ulk ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE.

tnllique, il y plongeait le bout arrondi d'un fil métalUcpie tenu par un manche isolant. Cette aigrette, fortditMe à produire, très petite, composée de ramifications simples et très divergentes, ne pouvait être observée que dans l'obscurité complète.

Ce que nous avons dit jusqu'ici s'applique spécialement aux aigrettes qui émanent des surfaces dmrgées d'électricité positive. En général, les conducteurs de petites dimensions, quand ils sont chargés d*électiicité négative^ présentent à leurs extrémités arromlics un ]X)îiit briUMl, une espèce A' étoile; cependant le conducteur négatif dti la machine de Nairne peut aussi fournir de vérttablB aigrettes dont M. Faraday a &it une étude très détaittéf Il i^ésulte de ses observations que, toutes choses égaks d'ailleurs, l'aigrette w^'g^a^/w est moins développée etntoin^ brillante que la positive. La tonalité du son i^ndu d la décomposition du jet lumineux à l'aide du miroir tournant s'accordent pour montrer que les décharges élémentajm de l'aigrette négative se succèdent avec une rapidité upt ou huit fois plus considérable que cdles de l'aigrette positive. Ces différences indiquent qu'un corps électrisé négativement se conduit comme un corps positif dont la décharge s'effectue à une moindre tension. Le phénomène de l'aigrette vient donc confirmer l'exactitude d'une observation dont nous avons déjà parlé. Nous avons vu, en effet (vol. I*', page 201), que de deux surfaces semblables, également conductrices et placées dans l'air, la négative se décharge toujours à une tension plus basse que la positive.

De l'extrémité du conducteur we^a/i/ de la machinerie

EFFETS Laae^EUx, hl5

Nairne (Fig. 428) rapprochons une lige inince de cuivre, en communication avec le sol et terminée par une sphère (le deux à trois millimètres de diamètre. A la distance de huit centimètres environ, le phénomène lumineux prend une très belle apparence. De la sphère rendue /(osiïâ'é par inlTijenœ part une très belle aigrette positive, avec sa forme évasée ordinaire; le conducteur négatif fournit

une aigrette négative allongée, contractée sur elle-même. Ces deux aigrettes restent distinctes l'une de Tautre^ et séparées par un intervalle complètement obscur.

La supériorité de volume et d'éclat de Taigrette positive sur la négative est très prononcée dans Tair et dans Tazote- Mais, dans Thydrogène, et surtout dans l'acide carbonique, le gaz de réclairage, Toxygène et le gaz chlorhydrique, raigrelte npgative reste sensiblement la même, tandis que

/l76 ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE.

la positive s'affaiblit, et perd de son étendue et de son éclat. Il en résulte que, dans ces derniers milieux gazeux, ces deux espèces d'aigiYîtles se rapprochent beaucoup Tune de Tautre par leurs caractères extérieurs, et que souvent il est très difficile et même impossible de les distinguer.

Si le milieu dans lequel elle se produit modifie profondément Taigrette électrique, il n'en est pas de même des corps qui fournissent la décharge. On peut indifféremment employer des métaux, du bois, du carton, du charbon, etc., Taigrette conserve toujours les mômes caractères. L'influence du corps qui fournit rélectricité se borne à rendre la succession des décharges élémentaires plus ou moins rapide, selon son degré plus ou moins élevé de conductibilité.

lAieor. — Quand la machine électrique est en activité, il se montre souvent aux extrémités des conducteurs une lueur d'un éclat et d'une étendue variables, tranquille, continue, et qui ne s'accompagne d'aucun bruit. Ce phénomène lumineux est produit par un mouvement rapide et continu de diffusion qui emporte, à travers les couches gazeuses immédiatement en contact avec les conducteurs, l'électricité accumulée à haute tension sur la machine. La lueur s'accompagne ordinairement d'un courant d'air dont le point de départ est la partie lumineuse. M. Faraday, qui a fait une étude détaillée de cette forme de la décharge (1), dit que quelquefois ce courant d'air est dirigé vers la lueur ; il pense que, dans ce cas, ce sont

(I) E.rperimeulal Researches, 1. 1, p. 486.

les couches d'air environnantes qui cèdent leur électricité au conducteur.

A l'air libre avec une sphère de 7 à 8 millimètres de diamètre, on obtient habituellement une aigrette, la lueur ne se produit qu'exceptionnellement. — Quand le diamètre de la sphère n'est plus que de 5 millimètres, la lueur est plus facilement obtenue. — Avec des sphères plus petites, et surtout avec des conducteurs terminés en pointe, l'aigrette ne se montre plus et se trouve constamment remplacée par une. lueur. Il suffit donc de diminuer l'étendue de la surface qui fournit la décharge pour fovoriser la transformation de l'étincelle en aigrette, et de l'aigrette, en lueur continue.

La production do la lueur est d'autant plus facile, que la machine est plus puissante, et que l'atmosphère gazeuse ambiante est plus raréfiée. — Ainsi, il suffit d'activer le mouvement de rotation du plateau de la machine pour qu'une aigrette fournie par une sphère de petit diamètre disparaisse et soit remplacée par une simple lueur continue. — Dans une masse d'air convenablement raréfiée et avec une sphère de six centimètres de diamètre, on peut obtenir une très belle lueur qui recouvre une partie de la surface de la sphère.

L'électricité négative produit beaucoup plus difficilement la lueur que l'électricité positive. A Tair libre, M. Faraday n'a pas pu obtenir la lueur négative sur des conducteurs de très petites dimensions, terminés par des surfaces arrondies. En présence de ces faits négatifs, il se demande si Yétoile qui se montre, à la pression ordinaire, sur une pointe négative^ est une vraie lueur II. 27.

478 ILECTBIOTÉ DYNAMIOI^E,

f on tin lie, ou une petile oi^elte intermittente, Mais^ dans l'air raréfié, on obtient de très belles lueurs N%ar/m< avec des sphères de 5 millimètres de diamètre; dans ce cas^ la lueur enveloppe la sphère tout entière et une partie de îa tige qui la supporte,

La lueur éhctrique se manifeste dans tous les gai. M. Faraday dit avoir obtenu une lueur, mais très faible v\ très pâle, dans une niasse d'huile de térébenthine.

Fj^. **u.

Déclifirg^a dait» le« mtlletix gaxenTc trè» rmw^mé». —

Dans les expériences de ce genre ou se sert habituellemeui

d'un vase de verre de forme elliptique, à deux tubulures, connu sous le nom à! œuf électrique (Fig. 1x2^). — Sur la tubulure supérieure est mastiquée une garniture métallique munie d'une boîte à cuir, qui laisse passer à frottement dur une tige de cuivre dont les extrémités sont terminées à Fextérieurpar un anneau, et à l'intérieur par une petite sphère. — Sur la tubulure inférieure est mastiquée une garniture .métrilique vissée sur un pied de bois. Cette garniture porte un robinet, et une tige de cuivre terminée pair une petite sphère. — Quand on veut raréfier le gaz dans l'intérieur de l'appareil, oxx détache le pied, et l'on visse la garniture inférieure sur la machine pneumatique.

Mettons la garniture inférieure en communication avec le sol et avec les coussins frotteurs d'une bonne machine électrique, éloignons les boules intérieures à une distance de quatorze ou quinze centimètres, et rapprochons la garniture supérieure du. conducteur delà machine jusqu'à ce que ces deux surfaces métalliques échangent une série d'étincelles.

Si Tair est à la pression ordinaire dans l'intérieur de rœdf, chaque étincelle for^eV^Vi/re s'accompagne (Fig. (i29) de l'apparition d'une étincelle intérieure^ qui s'étend de la boule supérieure ou positive à la boule inférieure ou négaiivefét se présente d'ailleurs avec tous les caractères d'une étîncdle de même longueur produite à l'air libre.

Cela posé, raréfions graduellement l'air contenu dans l'œuf électrique, et disposons rexpérience de la même manière. A mesure que la pression intérieure diminue, le phénomène lumineux déterminé par le passage de Télectricité h travers l'œuf se modifie et change d'apparence.

D'nbovd réliucallfi fournit desramifjcalion& latérales; puis cllo se flissacie complntonieut, et se transfofme en une

Vf^ rh îi 1 »le a îg rH i o t l't^ s é vu sée ,

Uiiaïul la jM'essioiiiTilf'rieiiren*est plus que deste œntU mètres de inertnire f Hg, /tSO), la boule supérieure nu^tosiiit' fournit une multitu^ le débandes lumineuses pouri>ï'ées.

*ig. 4jU,

tig. 45 J,

De fps bandes, les unes se dirigent Vf^rsjles parois de Vœnl tandm que d'autres, au nombre de quatre ou cinq^ travrj-sent l'apparei! dans toute son étendue; ces dernières m.ml d*abnrd divergentes^ puis se rapprochent et viennetil

aboutir à la boule inférieure ou négative. Celte boule inférieure et la tige qui la supporte sont enveloppées d'une couche épaisse de lumière violact^.

Quand la pression intérieure n'(»st plus que de deux milUmètres, le flux d'électricité se réunit en une colonne fiisiforme de lumière pourprée, qui s'étend de la boule supérieure ou positive à la boule inférieure ou négaiive (Fig. &31). Pins brillante vers ses extrémités, et surteùt dans le' voisinage de la boule supérieure que dans &aà «nUea , cette gerbe lumineuse occupe environ le tiflitt 'ÙB la cavité de l'œufdans sa partie renflée. D'ailleurs, bi fedille inférieiife et la tige qui la supporte continuent à tttè enveloppées d'une auréole épaisse de lumière vio-

BI1118 ces expériences, l'œuf peut être remplacé par le tnibê de verre de ^roi> mètres de longueur dont on se sert poor montrer I9 chute des corps dans le vide. Cha(]ue gÂnitare est munie d'une tige terminée par une boule. L'une de ces garnitures communi(iue avec les coussins, et Tairtre est disposée de manière à recevoir les décharges dû conducteur de la machine électrique. Lorsque l'air intériear aété ramené à une pression de deux millimètres, le tube est traversé, dans toute sa longueur, par une colonne de lumière pouprée, (jui h^ remplit complètement et prend le nom de fleuve électrique. D'ailleurs, dans ce cas comme avec Tœuf, la boule nvfjativn en ex)mmunication avec les coussins est enveloppa, ainsi (jue la tige qui la supporte, d'une auréole de lumière violac/'c.

La Figure (i32 représente une expérience analogue faite avec une cloche dans laquelle l'air est fortement raréfié.

482 ÉLECTKlClTi DÎNiiilOUE,

L*exlréiïiilé intérteui^ de la tige qui passe à travers la garnitare de la cloche porte une étoile métallique à dn(j pointes. Sur le plateau de la machine pneumatique, on place uu disque métallique de huit à dix centimètres de diamètre, eu communication avec b^ pièces métalliqiïcs

FJg, I3t.

de la machine pneumatique, et , par leur intermédiaire, ave«3 les coussins Trotteurs de la machine électrique. La distance de ce disque à rétoîJe est de dix-huit à vingt centimètres. Les pointes de Vétoîle deviennent fortement lumineuses ; de chacune d'elles s*élanee un jet de lumière

pourprée qui vient aboutir au pourtour de la plaque Dégative. Ces bandes lumineuses, très étroites à leur origine , s'élargissent et perdent de leur éclat à mesure qu'elles se rapprochent de la plaque.

Il est facile de démontrer que ces flux d'électricité dirigés à travers les gaz raréfiés agissent par influence sur les corps voisins. Il sutïit, en efliet, de rapprocher un doigt des parois de la cloche, pour voir la bande lumineuse correspondante se dévier de sa direction^ et se diriger vers le doigt.

L'éclat des gerbes lumineuses oblenues dans ces expériences est incomparablement moindre que celui de rétincelle à Taîr libre. Cet affaiblissement de la lumière électrique dans les gaz raréliés tient évidemment à la difiusion du flux d'électricité quij au lieu de rester condensé dans UD sillon très étroit, s'étale en une grosse colonne ou en plusieurs bandes élargies. On obtient de très beaux effets lumineux ^ en faisant passer la décharge d'une forte batterie à travers Tœuf électrique épuisé de gaz par une bonne machine pneumatique. Dans ce dernier cas, il passe à la fois une grande quantité d'électricité, et la gerbe lumineuse prend beaucoup d'éclat.

On peut encore opérer avec un tube en siphon disposé de manière à former un double baromètre (Fig. UZZ), Le mercure d'une des cuvettes est mis en communication avec le sol ; dans le mercure de l'autre cuvette plonge une tige métallique terminée par une sphère. Quand cette sphère est rapprochée du conducteur de la machine en activité, une étincelle éclate entre cette sphère et le conducteur. L'électricité, pour passer d'une colonne mercurielle &

mem électnqùe. Dans ce cas, le flux d'électricîlé est pîns abondant» et le phénomèn^^ liinnîîeux a plus d*éclaî- Plaçons maintenant (Fig. h^k] ÎVeuf Je manière qmna garniture supérieure touûke le condueleur de la machine électrique, mettons les deux boules intérieures en conlacl, et ramenons lair intérieur à deux millimètres de piv>sf^îon. L*éle€tricilé de la machine s'écoule d'une manière continue h. travers TappareiL — Si nous soulevons la boule

EFFETS LIJMINEI-X.

su^énenre on pasitim , immédialetïient la sphère iiiférieure et sa tige s*env(?lnppeîit d'tme auréole de luiriiè] e violacée; en niùnve leinps lu bmilo positive fournit une gerbe de lumière pourprt"* dirigi'-^o vers h boule nétjative, qui ne s*éteud pns foîil à fini jn^f[ii à l'îiuréolt* tle lumière

violacée et en reste séparée par un espace complètement

obscur. Quand on fait varttir la distanœ flt^s boules, la splière mgafivc et sa tige restent coiisUujiiurnlnnveloppées de leur auréole viuleLte; la gerbe pourprée fournie par la sfAme poskive cliange de larme avec la rlistauce des

deux boules, mais la gerbe et l'auréole restent toujours séparées par un intervalle complètement obscur, La Figure 63/i représente le phénomène tel qu'il apparaît, quand les deux boules sont à cinq ou six centimètres Tune de l'autre.

Dans ces diverses expériences, et dans toutes les expériences analogues que Ton peut faire avec la pile voltaïque et les appareils d'induction, les paroii^ des vases de verre prennent une teinte opaline particulière. Ce phénomène est dû, d'une part, à la fluorescence iixi verre, et, d'autre part, à l'exc^sive richesse de la lumière électrique en rayons ultra-violets,

Davy a étudié avec beaucoup de soin (l) les phénomènes lumineux qui accompagnent la transmission de l'électricité à travers des espaces remplis de vapeurs très différentes par leur nature et leur d^éde tension. L'appareil expérimental était fort simple. — L'extrémité supérieure du tube de verre A (Fig.^ /i 35) était traversée par un gros fil de platine dont le bout intérieur était arrondi. La brandie verticale du tube et une faible partie de la branche inclinée étaient reniplîes de mercure pur, bouilli et bien purgé d'air. Le tube était muni à soa extrémité ouverte d'un robinet R, ijui permettait de mettre l'appareil en communication avec une machine pneumatique. — Quand l'air était raréfié au-dessous du robinet, le mercure se détachait de l'extrémité fermée du tube ; on obtenait ainsi, autour du fil de platine D, une chambre B, dont on pouvait augmenter ou diminuer la capacité à volonté, com-

(I) Ann. de chim. et de phys., 2* série, i822, t. XX, p, 168.

BPFETS LUMINEUX. AS?

plétement vide d'air, et ne contenant que des vapeurs de mercure. — La communication s'établissait entre le robi« oetR et le mercure, au moyen d'un fil métallique préala^ blement placé dans la chambre C, ou seulement à travers l'air plus ou moins raréfié de cette chambre.

Fig. 433.

L'expérience peut être faite de deux manières : -— Dans le premier cas, on fait communiquer la tige de platine D avec le sol, et l'on détermine une étincelle entre le robinet R et le conducteur d'une machine électrique en action. «— Dans le second cas, la tige métallique D communique avec la garniture extérieure d'une batterie, dont* la garniture intérieure se décharge sur le robinet R.

Dans les expériences de Davy , la chambre barométrique B a constamment livré passage à la décharge électrique; mais l'intensité des phénomènes lumineux a varié consi-

kSS ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE.

dérablement avec la température. — Quand le tube était très chaud, la lumière se montrait avec une couleur verte, vive et de grande intensité; Téclat de cette lumière était fort remarquable pendant TébuUition du mercure. — A mesure que la température et la tension de la vapeur mercurielle s'abaissaient , le phénomène perdait de sa vivacité. — Vers 6% 7 centigrades au-dessous de zéro, la décharge d'une machine peu active ou d'une bouteille de Ley de faiblement chargée />assaiV à travers la chambre B, mais sans produire de lueur appréciable. A cette température, avec une bouteille fortement chargée et même avec une machine très active, la chambre B s'illuminait d'une manière sensible dans l'obscurité. — A 29*» centigrades au-dessous de zéro, les décharges passaient toujours, mais la lumière produite dans la chambre B était si faible, qu'il fallait une grande obscurité pour l'apercevoir.

Quand on introduisait dans la chambre B une série de bulles d'air, la couleur de la gerbe électrique passait d'abord au vert de mer, puis successivement au bleu et au pourpre.

Davy fit fondre de l'étain dans le tube, et prit de grandes précautions pour expulser complètement l'air; il fit ensuite passer des décharges à travers l'espace vide B placé au-dessus de la colonne métallique. Les phénomènes lumineux produits dans cette circonstance ressemblaient beaucoup à ceux qu'il avait obtenus avec du mercure au-dessous de zéro ; seulement la lumière était jaune, et si pâle, qu'on ne l'apercevait que dans l'obscurité complète. L'élévation de la température n'exerçait

EFFETS LUMINEUX. /i89

pas d*inflaence sensible sur Téclat de la gerbe électrique.

Enfin Davy plaça successivement dans son appareil du beurre d'antimoine qui bouta 197%8, et de Thuile d'olive pure, dont la température d'ébuUition n*est pas très inférieure à celle du mercure. Les décharges traversèrent toujours la chambre B, mais la lumière était plus vive dans la vapeur de beurre d'antimoine que dans la vapeur d'huile d'olive, et dans la vapeur d'huile que dans la vapeur de mercure à la température ordinaire. — La lumière était blanche avec le beurre d'antimoine, et rouge pourpre avec l'huile d'oUve.

Dans ces dernières années, M. Masson (1) a repris ces expériences sur la transmission de l'électricité à travers des chambres barométriques dans lesquelles la vapeur de mercure avait été raréfiée autant que possible. « J'ai fait cou- » struire, dit-il, des baromètres à mercure, dans lesquels » la partie vide portait à ses extrémités des fils fins de pla- » tine. Après avoir déterminé l'abaissement du mercure, » on refroidissait la partie vide, et, par la chaleur, on fou- » dait le tube au point de séparation du vide et du mercure. » Pour rendre la fusion plus commode , on avait réuni » les deux parties du baromètre par un tube capillaire, w Les tubes de verre vides ainsi préparés avaient environ trois décimètres de longueur.

M. Masson a fait passer à travers ces tubes des décharges fournies tantôt par une machine, tantôt par une bouteille de Leyde. Un des fils du tube était en communication avec le sol ou avec la garniture extérieure de la bouteille,

(I) Ann,dechim. et dephys., 3» série, 1851, t. XXXI, p. 309.

&90 ÉLECTBIOTÉ DTNAMIQtîE.

et l'autre fil recevait extérieurement une étincelle du conducteur de la machine ou de l'armure interne de la bouteille. — Chaque étincelle était accompagnée d'une lueur blanchâtre, pâle et phosphorescente, qui remplissait le tube tout entier.

Les expériences de Davy et de H. Masson s'accordent pour démontrer que les décharges électriques peuvent s'opérer à travers des espaces qui ne contiennent plus de trace sensible de matière pondérable^ et que, même dans ces espaces vides, l'agent électrique détermine sur sod passage des phénomènes lumineux appréciables.

§ XI. — Effets lamineitt des eoarants d'Indaetion.

Dans le cinqui^e chapitre, en traçant l'histoire de la machine de Ruhmkorff, nous avons eu occasion d'insister d'une manière particulière sur la haute tension des courants fournis par les appareils d'induction. Avec une pile voltaïque ordinaire, ces appareils permettent d'obtenir des masses considérables d'électricité de tension, et de faire des expériences très brillantes, mais trop nombreuses pour que nous puissions les passer toutes en revue. Nous devons nous contenter de signaler les principales formes du phénomène lumineux.

Avec une batterie de quatre appareils de Ruhmkorff associés selon la méthode de M. L. Foucault (page 31&, Fig. 382, 383), on obtient à Mr libre des étincelles de de> centimètres de longueur, volumineuses j très éclatantes, contournées en zigzag, accompagnées d'un craquement sec, en tout semblables à celles d'une forte

EFFETS LUMINEUX. /i91

machine à plateau de verre. En raison de Tabondance de rélectricité fournie par la spirale induite, ces étincelles se succèdent avec tant de rapidité^ que l'œil ne peut pas les séparer, et que les extrémités de l'excitateur semblent réunies par un trait de feu continu.

Quand on place une forte bouteille de Leyde sur le trajet du courant induit (page 298, Fig. 3Î9), la distance explosive se raccourcit, mais rétincellè prend un volume beaucoup plus considérable. Dans ce cas, les extrémités des branches de l'excitateur sont réunies par une bande lumineuse, droite, large et très éclatante. Ces dernières décharges élèvent la température des corps qu'elles traversent, et déterminent l'inflammation des feuilles de papier placées sur leur trajet ; le craquement très sec qui les accompagne prend une très grande intensité. *— On peut disposer l'expérience de manière à faire passer la décharge à travers la flamme d'une forte lampe à alcool. Alors, la résistance du milieu gazeux diminue, et la distance explosive s'allonge. Les extrémités des branches de l'excitateur sont réunies par un trait de feu très large, et assez brillant pour se détacher en lumière sur la flamme pâle de l'alcool.

Lorsqu'elle traverse les gaz et les vapeurs ramenés à un état de grande raréfaction, la décharge des appareils d'induction Toumit une gerbe lumineuse remarquable par son étendue, son éclat et la vivacité de ses teintes. Dans ces circonstances, la lumière électrique revêt des caractères particuliers qui ont fortement attiré l'attention des physiciens.

Prenons un œuf électrique (Fig. /i:^6), dont l'air intéii(;ur

KLEQIRiaTÈ DYNAMIQUE.

ait étéépuisé avec une bonne machine pneumatique et ramené à une pression d'un à deujG niUlimètres de mercure. Écartons les boules à trente centimètres enviroTi, et mettons-les en communication avec les pôles d'un appareil de Ruhnikorff dont la spirale inductrice complète le circuit d'une pile de six à huii éléments de Butisen. — Le courant induit inverse est arrêté pai' la réslâlanc^ du gaz, le courant direci passe seui;Vmuf est traversé par ime belle gerbe lumineuse, étroite à ses extrémités, rentlée dans son milieu , et qui s étend d'une boule à lautre. Ct' jet lumineux se compose di' deux parties distinctes par lour étendue , leur eoluratbu et leur forme, et séparées par un Intervalle ob^ cur. — Par une calotte représentant environ le quari de son étendue, la l>oule f ig. m. positive fournit une véiî-

table gerbe de lumière rouge qui s'élargit peu à peu , occupe dans son milieu le tiers de la cavité de Tœuf , se rétrécit ensuite , et se termine par une extrémité libre arrondie. Cette lumière rouge a son maximum d*éclat à son point d'origine , pâlit à mesure qu'elle s'éloigne de la boule positive, et conserve toujours plus de vivacité dans sa partie médiane qu'à sa périphérie. — I^ boule négative et la tige qui la supporte sont complètement enveloppées d'une triple couche de lumière violette teintée de bleu. De ces trois couches, la plus étroite et la plus brillante est toujours celle qui touche immédiatement la boule négative et sa tige ; la plus extérieure est caractérisée par sa teinte bleue violacée et par son épaisseur ; la couche médiane parait sombre entre les deux autres. — La gerbe rouge de la boule positive et la lumière violette de la boule négative ne se réunissent pas, elles restent constamment séparées par un intervalle complètement obscur d'environ un centimètre.

Quand on renverse le courant inducteur, le courant induit direct change de sens, et les boules do Tœuf changent de signes. Dans ce cas, la gerbe rouge part de la bouliî inférieure, et l'auréole violette entoure la boule supérieure; le sens du phénomène lumineux et le sens du courant direct qui seul traverse l'œuf se renversent en même temps, mais la disposition relative des deux lumières, rouge et violette, reste la même.

L'apparition d'une auréole violette autour de la boule négative et de sa tige, ainsi que la séparation par un intervalle obscur de la lumière violette et de la gerbe rouge, avait déjà été signalée par MM. Masson et Breguot n. î28

U9h ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE.

dans leur Mémoire sur rinduction (1). Du reste, cette disposition n'est pas particulière aux décharges des appareils d'induction. Avec une forte machine électrique (page^SO, Fig. /iSl), nousavons toujours vu la boule négative de Tœw/* électrique enveloppée d'une auréole violette; et, quand la décharge de la machine se fait sans étincelle extérieure (page A85, Fig. UZU)^ la gerbe rouge de la boule positive est séparée par un intervalle obscur de l'auréole violette de la boule négative.

M. RuhmkoriT a, le premier, observé une modification très remarquable qu'éprouve la lumière électrique, lorsque, avant de faire le vide, on introduit des vapeurs d'alcool dans l'œuf. La gerbe lumineuse est alors traversée par des bandes obscures, nombreuses, étroites et perpendiculaires à son axe. En 1852, ce phénomène de la stratification de la lumière électrique a été étudié, presque en même temps, par M. Grove (2) et par M. Quet (3). Les vapeurs d'esprit-de-vin, d'essence de térébenthine, d'huile de naphte, de sulfure de carbone, de bichlorure d'étain, de phosphore, etc., quand on les introduit dans l'œuf et que l'air est ensuite bien épuisé, peuvent, comme les vapeurs d'alcool , servir à mettre en évidence cette stratification de la gerbe lumineuse.

Dans ces circonstances (Fig. 437), Tauréole violette de la boule négative et de sa tige conserve son aspect ordinaire; elle est toujours composée de trois couches distinctes par

(1) Âm. de chim. el dephys., 3« série, 1842, t. IV, p. 145.

(2) Ibid,, 1853, t. XXXVII, p. 3^6.

(3) Comptes rendus de V Académie des sciencBs^ 1852, l. XXXV, p. 949.

leur éclat et par leur épaisseur, Mftis b gerbe fournie par la boule }wsitwe est roupte par des bandes obscures, nombreuses, serrées , très distinctes et perpendiculaires k son axe ; elle est composée d'une succession de strates alternativement brillantes et obscures.

— Vers le milieu de la gerbe les Êiraies sont sensiblement planes; à partir de cette région elles s'incurvent, et leur courbure est d'autant plus prononcée , qu'elles se rapprochent davantage des boules de Vappareii, Ces deux systèmes de strates courbes qui terminent la gerbe se regardent par leur convexité, et tournent leur concavité, Tun vers la boule positive , l'autre vers la boule«e^a^!ï?e. D'ailleurs, Tauréole violette de la boule négatm et la gerbe stratifiée de la boule positive restent toujours sépan?^ par un large espace corn-

tip m.

ft96 ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE.

plétejiieiit obscur. — Quand on laisse marcher librement le marteau de Tinterrupteur, ces strates paraissent animées de mouvements oscillatoires et giratoires qui troublent la netteté du phénomène. Pour rendre cette disposition stratifiée très évidente, Kl. Quct conseille de ralentir la succession des décharges de Tappareil, et même de manœuvrer le marteau à la main.

Dans les expériences faites avec les appareils d'induotion, en raison de la grande abondance des rayons tittiiviolets dans la radiation électrique et de la fluo du verre, les parois de l'œuf électrique paraissent Û neuses et prennent une teinte bleu verdàtre très i à rœil.

La forme de l'œuf électrique et la position des bcflK polaires par rapport à sa partie élargie influent beauooap sur la configuration de la gerbe lumineuse, et les teintes des flux lumineux émanés des deux pôles varient avec la nature des vapeurs qui remplissent Tappareil. Mais, dans tous les cas, les caractères généraux du phénomène restent les mêmes.

Dans ces derniers temps, M. Ruhmkorffa mis à la disposition des physiciens des tubes de verre représentant (les espaces clos et remplis de vapeurs très raréfiées, qui permettent de reproduire très facilement les expériences de lumière électrique sous des formes très variées. La Figure k'^% représente un de ces appareils composé d'une succession d'ampoules et de tubes cylindriques. Les ampoules extrêmes sont traversées par des fils de platine (|ui servent à mettre l'appareil en communication avec les pôles de la bobine induite d'une machine d'induction.

IFFETS LUMINEUX.

/iU7

Au moment où le firouit de la spirale inductrice est ferme, Tappareil est traversé par un flot de lumière dont les caractères ne restent pas les mi'^mes dans Ions les points do son trajet. — Les tubes sont remplis de strates lumineuses épaisses et brillantes, séparées par des lig^nes obscures, fines et très nettement dessinées. Par Textré-

■ffff^

mité de chacun de œs tubes , la lumière déborde dans l'ampoule correspondante, en strates pâles, légères, fortement espacées, qui établissent une comnmnication entre les tubes successifs. — Le lil de platine ps/^i/ présente quelques points très brillanls d'où s'œliappent des strates pâles et légères, qui traversent la première ampoule et se relient aux strates du premier tube. -^ Le fil de platine négatif mi enveloppé d'une auréole niinco et très éclatante; l'ampoule correspondante est pleiue d'une lumière douce et uniforme; les strates s*arrétent nettement à Torilice du dernier tube, et ne pénètrent pas dans l'ampoule correspondante au fil négatif. ~ Les parois de

&98 ÉLEGTRicrri dynamique.

l'appareil deviennent lumineuses par fluorescence, et prennent une teinte bleu verdàtre. L'ampoule qui correspond au fil de platine positif g^rde seule son aspect ordinaire, ses parois ne présentent aucune trace de fluorés* cence.

Nous ne dirons rien des diverses explications qui ont été données de cette composition stratifiée de la gerbe lumineuse; aucune ne nous parait rendre compte d'une manière sâtisbisante de toutes les particnlaiitëB du phénoroèn& Mais nous devons, en tmninafit, parlet d'une expérience très intéressante de H. Van der Willingen (i).

Ce physiden est parvenu à produire la stratification de la gerbe lumineuse^ avec Mectridté fonenie ptf une nuchine ordinaire à plateau de yexre. L'armuie interne d'une bouteille de Leyde communiquait avec te conducteur de la machine et avec uile des boules de Tœuf électrique rempli de vapeurs d'essence de bei^amote sous la pression décrois millimètres ; l'armure externe communiquait avec le sol et avec l'autre boule de l'œuf. — Quand toutes les communications étaient métalliques, la gerbe lumineuse ne présentait aucune trace de stratificatim. — Mais, quand la communication d'une des boules et de la bouteille s'opérait par l'intermédiaire d'une corde mouillée, la vitesse de la décharge était ralentie, et l'œuf se remplissait d'une belle gerbe de lumière stratifiée. —Par le même procédé, on obtient aussi de la lumière stratifiée dans la chambre barométrique; la vapeur de mercure joue le môme rôle que les vapeurs d'alcool, d'essence de térébenthine, etc.

(I) Ann. de çhirn, et dephys.^ V série, i857, l. L, p. 126.

SFFKTS LUMINEUX. 499

Ces expériences de M. VanderWillingen, en établissant un nouveau rapprochement entre l'électricité statique et l'âectricité dynamique, déposent en faveur de ce que nous avons dit (page 323), de la place que les appareils d'induction occupent, dans la série des électromoteurs^ entre les machines électriques à plateau de verre et les pies hydro-électriques.

f m. >— Hbif tomteewi dei eommalf TolUlqnei..

Quand on ferme le circuit d'une pile en rapprochant gradudlement les extrémités des rhéophores, il devient nécessaire (page 15&) d'employer des appareils d'une très grande puissance pour obtenir des étincelles appréciables. Il n'en est plus de même lorsqu'on sépare les extrémités des conducteurs interpolaires; dans ce cas, en effet, même avec une pile ordinaire, la rupture du circuit détermine la. production d'une étincelle très marquée accompagnée d'un pétillement particulier. Les causes de la supériorité des étincelles de rupture sont faciles à comprendre. — Quand le circuit voltaïque est ouvert, les extrémités graduellement rapprochées des fils conjonctifs ne peuvent échanger d'étincelle qu'au moment où la résistance de la couche d'air interposée est inférieure à la différence des tensions polaires de la pile ; or, comme dans tous les cas ces tensions polaires sont très faibles, il est évident que la décharge avant le contact ne peut s'effectuer qu'à de très petites distances. — Si, au contraire, le circuit étant fermé, on sépare les extrémités des rhéophores, l'épaisseur et la résistance de la couche d'air interposée, d'abord

extrémeîHent faibles, augmentent gi'aduellement et par addition de quantités très minimes. Au premier moment de la séparation, Vélectricité se fraye un passage à travers la couche d'air très mince qui sépare les rhéophores; les nouvelles résistances dues à Técartement progressif des extrémités des fils conjonctifs sont successivement surmontées par les tensions polaires très faibles, mais ma'uitenues constantes par le travail intérieur de la pile ; le passage de Télectricité continue, et Fétincelle de rupture est prolongée bien au delà des limites de la distance explosive des surfaces polaires ayawr /e contact.

De très belles étincelles apparaissent aussi dans les liquides, quand on rompt le circuit d'une pile très forto dont les rhéophores immergés sont terminés par des cônes de charbon. Davy (i ) a le premier obtenu des phénomènes de ce genre dans des liquides isolants, tels que les huiles fixes et volatiles, Téther, Taccool, etc., et dans des liquides mauvais conducteurs, tels que Tacide sulfurique et l'acide azotique étendus d'eau. Dans ces cas divers, la transmission de l'électricité dynamique détermine à la fois la production de vives étincelles, et la décomposition du liquide traversé.

Dans l'air à la pression ordinaire comme dans l'air raréfié, l'étincelle fournie par une puissante pile se transforme en un jet continu de lumière qui remplit tout l'espace compris entre les extrémités des conducteurs interpolaires, jouit de propriétés spéciales, et prend le nom A' arc voltaïque^

(I) Dibliolh. Drilannique, 1813, t. LUI, p. 228.

Ar« ▼oitatqne. — L'arc voltaïque a été découvert et étudié avec soin par Davy (4), dans le cours de ses belles recherches sur les effets chimiques de Télectricité dynamique. La pile employée était une puissante batterie de 2000 couples; chaque élément était composé d'une lame de cuivre et d'une lame de zinc plongées dans de l'eau acidulée; chaque lame métallique avait 206 centimètres carrés de surface. Les extrémités des conducteurs interpolaires (Fig. 439) étaient armées de cônes de charbon

Fig. 439.

de bois de 3 centimètres do longueur et de U millimètres de diamètre, fortement calcinés et éteints dans le n)ercure. Des supports isolants permettaient de rapprocher et d'éloigner à volonté ces cônes de charbon mainteims dans une position horizontale. — A environ un domi-millimètre de distance, les extrémités des charbons

(I) Diblioth. Britannique, 1813, t. UIÎ, p. 225.

502 ÉLECTRICrrÉ DtNAMIQUE.

se déchai^eaient spontanément l'une 8ur l'autre, et restaient réunies par un jet lumineux d'un édat éblouissant; les diarbons eux-mêmes s'échaufibient, et devenaient incandescents dans la moitié de leur longueur. — A l'air libre, on pouvait alors écarter graduellement les charix)ns jusqu'à une distance de 10 à 11 centimètres; il passait de l'un à l'autre une gerbe de feu continue^ un véritable are lumineux convexe vers sa partie supérieure. — Sous le récipient de la machine pneumatique, à la pression de six millimètres de mercure, la distance entre les extrémités des charbons pouvait être portée à 18 centimètres ; l'électricité continuait à passer sous la forme d'une très bdle gerbe de lumière pourpre. Dans cet air raréfié^ les charbons étaient fortement incandescents; un fil de platine roulé autour de ces charbons s'échauffait assez pour fondre avec une scintillation brillante, et tomber en gros globules sur le fond du récipient. Cette dernière expérience prouve d'une manière évidente que la lumière et la chaleur de l'arc voltaïque ne sont pas dues à la combustion des cylindres de charbon fixés aux extrémités des conducteurs interpolaires.

La lumière de l'arc voltaïque produit dans les circonstances précédentes affecte une disposition spéciale. Les extrémités de la gerbe sont plus brillantes que sa partie médiane; le maximum d'éclat existe dans le voisinage du pôle positif.

Lorsque l'arc voltaïque est établi entre deux morceaux de charbon, le fragment qui joue le rôle de pôle positif se creuse à son extrémité, éprouve une véritable perte de substance. Des particules de charbon enlevées au pôle

positif, les unes se combinent avec l'oxygène, les autres sont transportées à l'état d'incandescence sur l'extrémité du/ragment de charbon qui joue le rôle de pôle négatif. — On peut aussi prendre pour pôle négatif une baguette de charbon, et pour pôle positif un large cylindre de charbon dont l'extrémité libre est creusée d'une cavité dans laquelle on place un fragment de métal. Dans ce cas, on ferme le circuit en établissant le contact entre le charbon négatif et le métal positif; ce dernier s'échauffe et fond. On éloigne alors graduellement le charbon négatif, l'arc voltaïque s'établit, et des particules métalliques sont transportées à l'état d'incandescence du pôle positif au pôle négatif.—- Ces phénomènes de transport ont été étudiés et décrits avec beaucoup de soin par M. de La Rive (1) ; ils s'observent également quand l'arc voltaïque est produit entre deux surfaces polaires complètement métalliques. Des expériences de M. Van Breda (2) tendent à établir qu'il y a aussi un transport de matière du pôle négatif au pôle positif. M. Matteucci^3) a vérifié l'exactitude des observations de M. Van Breda ; seulement le transport de matière lui a toujours paru s'effectuer en proportions plus consi* dérables du pôle positif au pôle négatif que dans le sens contraire.

La pile restant la même, la nature des pôles exerce une grande influence sur l'éclat et l'étendue de l'arc voltaïque qu'on peut obtenir. — A l'air libre, quand les deux sur-»

(1) Archives de Vélectricité, 1841, 1. 1, p. 202. — DiUioth. uHiN de Genève, 1847, t. IV, p. 345.

(2) BibUoth. univers, de Genève, I8IG, t. III, p. 33.

(3) Ann. de chim. et de phys., V série, 1819, t. XXVir, p. 4J.

50/| ÉLSCTBICITÉ DYNAMIQUE.

faces polaires sont métalliques et de même nature, M. Grove (1) a observé que Tare voltaïque est d'autant plus brillant et d'autant plus long, que le métal employé est lui-même plus oxydable et plus facile à volatiliser.

Le fait suivant, observé par MM. L. Foucault et Fizeau (2), prouve que, dans le cas où les surfaces polaires ne sont pas de même nature, le sens du courant influe beaucoup sur la beauté du phénomène lumineux. La pile employée était composée de 80 couples de Bunsen ; Tun des pôles était terminé par de l'argent et l'autre par du charbon. « Le pôle positif étant de l'argent et le n^atif » du charbon, l'arc se forme facilement; bientôt l'argent » fond et distille abondamment : dès lors on peut éloigner » davantage le charbon négatif sans rompre l'arc lumi- » neux, qui est d'une fixité et d'une beauté remarquables. » Si l'on intervertit les pôles, le phénomène n'est plus le » même. Dans les premiers instants, l'arc se forme, comme » précédemment, du charbon positif à l'argent négatif; » mais lorsque l'argent est entré en fusion, l'arc sebriso. » Si l'on cherche à le rétablir, on éprouve beaucoup lif » difficultés; lorsqu'on y parvient pendant quelques iiiw stants, la partie de l'arc^qui touche au globule d'argent » s'agite avec un bruit particulier.

» Le platine et le charbon présentent un phénomène » analogue, mais à un degré beaucoup moins marqué. »

il résulte des observations précédentes que l'arc voltaïque est la manifestation du passage du courant élec-

(f) Bibliothèque univers, de Genève, 1840, t. XXV, p. 426. (2) Ann. de chim. et de phys., 3* série. 1844, t. XI, p. 370.

Iriquc à travers l'atmosphère conductrice forinée par les particules matérielles arrachées aux extrémités des rhéophores, et transportées d'un pôle à Tautreà l'état d'incandescence.

La haute température de l'arc voltaïque a été parfaitement observée et caractérisée par Davy. a Lorsqu'on intro- 9 duisait, dit-*-il, dans cet arc une substance quelconque, » elle devenait aussitôt incandescente ; le platine s'y fon- » dait comme la cire à la flamme d'une chandelle ; le » quartz, le saphir, la magnésie, la chaux, tout ce qu'il y D a de plus réfractaire entrait en fusion. Des fragments » de diamant, des pointes de charbon et de la plombagine » disparaissaient subitement et semblaient s'évaporer dans » ce foyer, même lorsqu'on formait le circuit dans un ré« » cipient vidé d'air par la pompe pneumatif^ue. Mais ces s dernières substances ne semblaient pas subir une fusion A préalable. »

Dans leur travail sur l'arc voltaïque, MM. L. Foucault et Fizeau (1) ont signalé un fait très intéressant. Sous l'influence de la haute température de l'arc, ils ont vu le charbon très dense qui provient de la distillation de la houille changer complètement de caractères physiques. Les particules transportées au pôle négatif constituent un charbon mou, traçant, qui ressemble complètement au graphite; la même modification se produit à la surface du charbon qui joue le rôle de pôle positif. Ils ont obtenu des résultats analogues avec d'autres espèces de charbon employées comme conducteurs polaires.

(l) Ann. dechim. et dephys.^ ^ série. 1844, t. XI, p. 370. II. 20

506 ÉLECTRICITÉ DYNAMiQtîE.

M. Jacquelaiii (1) a vu le diamant, placé dans un arc voltaïque fourni par une pile de 100 éléments de Bunsen, passer au rouge blanc, puis se ramollir; le diamant était alors à Tétat de coke. Ainsi modifié, le diamant raye encore le verre ; mais il n'a presque plus de cohésion, et se brise entre les doigts.

M. Despretz a fait des expériences nombreuses sur les efiets calorifiques de Tare voltaïque (2). Il employait de 500 à 600 éléments de Bunsen partagés en 5 ou 6 séries. Son appareil était disposé de manière à pouvoir opérer tantôt dans le vide, tantôt dans divers gaz, à la pression ordinaire ou à des pressions de plusieurs atmosphères, et à faire concourir Faction de la chaleur fournie par la lumière solaire et par le chalumeau à gaz avec celle de l'arc voltaïque. A l'aide de ces puissants moyens, M. Despretï a obtenu les résultats suivants :

1 ° Le charbon peut être manifestement réduit en vapeur. Tout charbon, le diamant lui-même, se transforme en graphite sous l'influence de cette haute température.

2' Le diamant est fondu comme toute espèce de charbon; des tiges de charbon peuvent être courbées et soudées.

3° Le bore, le silicium, la magnésie, le platine, le titane, le tungstène, ont été fondus et volatilisés.

U" La volatilisation lente du charbon dans l'arc de l'appareil d'induction fournit de petits octaèdres noirs,

(1) Comptes rendus de V Académie des sciences, 1847, t. XXIV, p. 1050.

(2) Comptes rendus de l* Académie des sciences, 1849, t. XXViïl, I>. 755; — t, XXÏX, p 48, 545, 709; — 1850,1. XXX, p. 367; - 1353, l. XXXVII, p. 369, 443*

ÊFKttS LrÎMINtXX. 50l

et quelques octaèdres blancs^ translucides. Cette poudre noire est assez dure pour polir les rubis.

Les corps qui servent à transmettre le courant partidpent aussi à cette haute température de Tare voltaïque. M. Matteucci (1) a mesuré directement, avec des pinces thermo-électriques, la température acquise par les métaux employés comme surfaces polaires. Il résulte de ses expériences que réchauffement est toujours plus considérable au pôle positif qu'au pôle négatif. Cet excès de température doit nécessairement faciliter les phénomènes d'arrachement du côté de la surface positive; M. Matteucci pense que cette circonstance est de nature à expliquer pourquoi le mouvement de transport de particules matérielles incandescentes est plus intense du pôle positif au pcMe négatif que dans le sens opposé. Ajoutons ici que M. Uespretz, en opérant sur le flux électrique fourni par l'appareil de Ruhmkorff, a constaté que la température du pôle négatif du courant d'induction est toujours supérieure à celle du pôle positif.

Immédiatement après avoir découvert que le courant électrique a la propriété d'aimanter une aiguille de fer ou d'acier, Arago (2) annonça que l'arc voltaïque produit dans l'air ou dans le vide de la machine pneumatique devait agir sur une aiguille aimantée, et être, à son tour, influencé par les pôles d'un aimant. — L'exactitude de cette prévision de l'illustre physicien français ne tarda pas à être vérifiée par Davy lui-même.

(f) Ann, de chim.et de phys,, 3' série, 1819, t. XXVII,p. 41. (2) Ibid., 2« série, 1820, t. XV, p. iOl.

508 ÉLECTtllCITÈ DYNAMIQUE.

Il suffit, en effet, de présenter le pôle d'un fort aimant à un arc voltaïque, pour que la forme du faisceau lumineux soit modifiée. L'arc voltaïque se conduit comme un fil métallique mobile traversé par un courant. L'action de l'aimant peut être assez énergique pour interrompre la communication établie entre les surfaces polaires par les particules matérielles transportées; dans ce cas, l'arc est rompu. — M. Quet (1) a fait une étude détaillée de ce phénomène. Ses recherches ont été faites avec l'électro-aimanl horizontal et très puissant de H. Ruhmkorff [Fig. 38/i, page 329). Les charbons conducteurs étaient placés l'un audessus de l'autre et perpendiculairement à la ligne axialede l'électro -aimant ; leurs pointes étaient entre les deux pôles très voisins de l'appareil. Avec la pile employée, quand l'électro-aimant était inactif, l'arc était vertical et pouvait ' acquérir quatre millimètres de longueur. Quand, au contraire, l'appareil était en action, la lumière électrique était projetée latéralement et horizontalement sous forme d'un dard d'un bel éclat, d'une très haute température et de trois à quatre centimètres de longueur ; mais, dans ce cas, M. Quet ne pouvait pas, sans rompre Tare, éloigner les charbons de plus d'wn millimètre. De temps en temps, des particules incandescentes de charbon étaient lancées dans la direction du dard électrique. D'ailleurs, le côté de la ligne axiale vers lequel la pointe du dard électrique est dirigée change en même temps queje sens du [courant de la pile. — Lorsque, sans rien changer à la position des

(1) Comj.ies rendus de V Académie des sciences, 1852, l. XXXIV, p. 805.

charbons, on éloigne les pôles de Télectro-aimant, le dard électrique diminue d'étendue, et la distance maximum qu'on peut donner aux charbons, sans que Tare s'éteigne, augmente graduellement. A partir d'un certain éloignement des pôles magnétiques, le dard ne se forme plus ; seulement l'arc se courbe, et sa convexité se tourne du côté où le dard était dirigé. Puis, si l'éloignement des pôles devient plus considérable, la courbure de l'arc s'affaiblit et fmit par disparaître. Dans toutes ces expériences, l'étendue de la partie incandescente des charbons polaires varie en sens inverse de celle du dard électrique.

M. Quet aobservéqueledard électrique s'accompagne d'un bruissement particulier semblable à celui du chalumeau. De plus, au moment où l'arc se rompt et où le dard s'éteint par suite de l'éloignement des charbons, il se produit un bruit sec et très intense. M. de La Rive (i), dans ses recherches sur l'arc voltaïque, avait déjà signalé ce phénomène de bruissement, et aussi la détonation, quelquefois très forte, qui se produit au moment delà rupture de l'arc dans le voisinage des pôles d'un aimant.

Savary (2) est parvenu à aunanter une aiguille, en l'exposant à l'action de la décharge d'une bouteille de Leyde traversant un tube de verre dont l'air avait été épuisé avec une excellente machine pneumatique. Ayant ajusté au tube de verre un conducteur métallique de même diamètre, la décharge aimaiita au môme degré (les aiguilles placées à la même distance de la tige mé-

(1) mu. univ. de Genève, 1847, (. ÏV, p. 3ir>.

(2) CompU rend, de l'Académie des sciences, 183^, t VII, p. 087

510 ÉLECTRICmÉ DYNAMIQUE.

tallique et du tube de verre. Cette expérience nous aparu devoir être rapprochée des faits qui démontrent les propriétés électro-magnétiques de Tare voltaïque ; elle prouve en même temps que la loi à* égalité d'intensité du courant s'applique môme au cas où l'électricité est transmise à travers un gaz aussi raréfié que possible.

BégaUitcvr 4m la kmftiére ▼•Ical^se. — En 18Û6,

M. L. Foucault (1) présenta à l'Académie des sciences un microscope photo-électrique dont la source de lumière était considérablement améliorée. Aux cônes de charbon de bois éteint dans le mercure employés par Dan*, il avait substitué des baguettes prismatiques carrées, de 2 à 3 millimètres de côté, taillées dans la masse du coke, appelé communément charbon de gaz, qui se dépose sur les parois des cornues où Ton distille la houille pour en obtenir le gaz d'éclairage. Ce coke est très conducteur, très dense et très peu combustible ; ces propriétés le rendent supérieur à toute autre variété de charbon pour le dégagement de la lumière électrique. Dans le microscope de M. L. Foucault, la lumière était blanche, vive, et d'un éclat assez soutenu pour iiermettro l'observation.

Mais, quelle que soit la variété de charbon employée, le passage de l'électricité détermine un transport de matière du pôle positif au pôle négatif; de plus, quand on agit à l'air libre, le charbon est brûlé et transformé en acide carbonique. Sous l'influenœ de cette double cause, la distance des extrémités des charbons polaires augmente

(I) Compt. rend, de VAca4' des sciences^ 18ii, t. XVIIÎ, p. 69G.

sans cesse, la résistance du circuit devient de plus en plus considérable, le cx)urant perd de son intensité, et réclat de l'arc voltaïque s'affaiblit graduellement. Pour rendre la lumière électrique constante, il devient donc nécessaire de disposer l'appareil de manière que les charbons soient animés d'un mouvement de rapprochement qui annule les effets de l'usure, et maintienne leurs extrémités à une distance sensiblement invariable. C'est encore àM. L. Foucault qu'on doit la solution de ce problème intéressant ; en 1849, il communiqua à l'Académie des sciences (1) une combins^ison fort ingénieuse qui permet derendrel'intensité de la lumière constante, et de donner à l'arc voltaïque une position invariable dans l'espace.

La Figure 440 représente le régulateur de M. L. Foucault (2). Cet appareil est partagé en deux étages par un plancher de bois NN'. L'étage inférieur est à Jour ; l'étage supérieur est une boite complètement fermée dont la paroi antérieure a été enlevée.

Les charbons polaires D, D', sont montés sur deux tiges métalliques fixées, au moyen de deux ressorts r^r'^à deux chariots C, C, qui roulent dans des coulisses destinées à les empêcher de dévier. Ces deux chariots sont constamment sollicités, par les ressorts R, R', à marcher l'un vers Tautre. Mais le chariot C est retenu en place par un fil de soie /"relié à un mouvement d'horlogerie H dont

(1) Compt. rend, de VAcad. des sciences, 1849, t. XXVHI, p. 68.

(2) L'appareil de M. L. Foucault a été décrit avec beaucoup de soin dans la seconde édition du Dictionnaire des arts et manufactures de M. C. Laboulaye. Notre description est empruntée en grande partie à cet cKelIcnt article.

EFFETS LIT.MINEIIX. 513

la roue d*échappement butte contre 1 extrémité de la détente E. Un levier L, mobile autour de son extrémité inférieure. vient.se fixer au chariot C et participe à tes mouvements: Le chariot C est retenu de son côté par un fil de soie /^/' attaché à un curseur X mobile le long du levier L. Tant que la détente E est en prise avec la roue d'échappement^ les deuK chariots sont nécessairement immobiles. liais, .du moment que la détente E délivre la roue d'échappement, lediariot C cède à la traction du ressort R, entraîne avec lui le] levier L, et permet au chariot C d'avancer sous Tinfluence du ressort R'; ce double mouvement dure tant que la roue d'échappement reste libre, et cesse au moment où elle butte de nouveau contre la détente E. Les deux chariots sont donc assujettis à se mouvoir ensemble, mais avec des vitesses int'igales. Il résulte, en effet, de la construction de l'appareil, que les déplacements (Je C et de C sont dans le rapport de la longueur totale du levier L et de la distance qui sépare le curseur X de l'extrémité inférieure du levier. Cette condition était nécessaire, puisque le dinrhon positif ï) s'use plus vite que le charbon négatif D'. En donnant au curseur une position convenable sur le levier L, on peut toujours régler les vitesses relatives des deux chariots de manière que les extrémités des charbons polaires restent à la même distance et occupent la même position dans l'espace.

La véritable difficulté à résoudre est la suivante : régler la détente E de manière qu'elle soit en prise avec la roue d'échappement quand la distance interpolaire est convenable, et qu'elle délivre cette roue quand, par le fait de n. 29.*

51& ÉLECTftlClTK DYNAMIQUE.

Tusure des charbons D, D', cette distance est trop considérable. M. L. Foucault a confié cette fonction délicate au courant voltaïque lui-même.

\je coui*ant qui doit produire Tare voltaïque entre les deux charbons D, D', traverse les bobines d'un électroaimant en fer à cheval A. Le contact de fer doux a est attiré par Télectro-aimant) et sollicité à s'en éloigner par un ressort antagoniste b. La détente E est montée sur ce contact a, et se meut avec lui. Or, Ténergie de Télectroaimant A varie dans le même sens que l'intensité du courant qui dépend elle-même de la distance interpolaire. Dès lors, quand les charbons D, D', sont à une distance convenable, le contact a cède à l'attraction de l'électroaimant qui l'emporte sur la résistance du ressort A, et entraîne la détente E qui entre en prise avec la roue d'échappement du mouvement d'horlogerie H ; les chariots s'arrêtent, et restent au repos tant,que le courant conserve la même intensité. — Mais les charbons polaires s'usent et la distance interpolaire augmente; le courant et l'électro-aimant s'affaibHssent , le ressort b entraîne le contact a et, avec lui, la détente E, (fui délivre la roue d'échappement. Alors les chariots marchent l'un vers l'autre ; la distance interpojaire diminue, le courant reprend son intensité primitive, le contact a se rapproche de l'électro-aimant, la détente E entre en prise avec la roue d'échappement, et le mouvement des chariots est de nouveau arrêté.

Le rapprochement des charbons destinés à maintenir la distance interpolaire constante est donc intermittent; mais, quand tons les organes sont bien réglés, les i^oriodes

BFFETS LUMINEUX. 515

de repos et d'avanœment se succèdent assez rapidement pour qu'elles équivalent à un mouvement de progression continue. La marche de l'électricité est d'ailleurs facile à comprendre. Le courant arrive par le fil 0, traverse les spires de Télectro-aimant A, passe dans un fil métallique F fixécontrela paroi postérieure de Tappareil, et gagne le ressort R qui le transmet au ressort r et au charbon positif D . Le courant traverse Tespace interpolaire sous forme d'arc lumineux, gagne le charbon négatif D' et le ressort r', passe au ressort R', descend le long d'un fil métallique F' fixé contre là paroi postérieure de l'appareil, traverse le rhéostat K et se rend au pôle négatif de la pile par le fil 0'.

Lé rhéostat K sert à régler l'intensité du courant ; il se compose de deux lames de platine isolées l'une de l'autre, disposées parallèlement, à la distance d'un centimètre, et plongées dans une dissolution de sulfate de potasse. On peut à Monté renforcer ou affaiblir le courant, en augmentant ou en diminuant l'étendue des surfaces immergées des lames de platine.

Malgré tous les efforts qui ont été faits, dans ces dernières années, pour obtenir un éclairage électrique d'intensité constante, l'appareil de M. L. Foucault est encore celui dont la marche est la plus régulière, qui remplit le plus complètement toutes les conditions nécessaires pour assurer la fixité du point lumineux, et qui fournit les résultats les plus satisfaisants.

516 ÉLECTRICITÉ DTNAMIQITB.

$ IT. — Intensité de la lanière éleetriqve.

L*intensité de la lumière électrique a été étudiée dans les étincelles de décharge des condensateurs, et aussi dans Tare voltaïque.

Etineellea de décharge. —M. Masson a publié (1) des

recherches d'une haute importance sur la photométrie électrique. Dans ses expériences, il a pris pour source de lumière le jet d'étincelles fournies, à Tair libre, par des condensateurs à lames de verre recouvertes d'une mince feuille d'étain sur chacune de leurs faces; la lumière fixe et constante d'une très bonne lampe Carcel était employée comme moyen de comparaison. Nous ne pouvons pas entrer ici dans les détails de l'appareil instrumental de M. Masson ; nous devons nous borner à faire connaître les principaux résultats dont ses travaux ont enrichi la science.

En examinant à la loupe les sphères métalliques qui avaient servi à produire de nombreuses étincelles, M. Masson les a trouvais profondément altérées aux points d'explosion ; leur surface était hérissée d'aspérités et parsemée de petites cavités. Dans le cas des décharges des condensateurs comme dans celui de l'arc voltaïque, les particules matérielles transportées forment donc deux courants qui cheminent à la fois, l'un dans le sens de la propagation de l'électricité , l'autre en sens inverse. Et

(1) Ânn. de chim. et de pAj/s., 3^sér., 1845, t. XIV, p. 129. — . — 1850, t. XXX, p. 5.— 1851, t. XXXI, p. 295.— 1855, t. XLY, p. 385.

cependant, à la suite d'une série de longues étincelles échangées à lair libre, les sphères polaires n'avaient pas subi une élévation de température appréciable, et leur surface ne présentait pas la moindre trace d'oxydation. Hâtons-nous d'ajouter que ce sont les métaux les moins tenaces j et non les métaux les plus fusibles^ dont la surface s*altëre le plus facilement et le plus profondément sous l'influence des fortes décharges électriques. Ces faits portent à considérer le transport de matière produit par l'électricité comme un simple phénomène d'arrachement de particules solides, et. non comme un phénomène de fusion. M. Massona encore observé que, toutes choses égales d'ailleurs, les sphères métalliques les plus profondément altérées, celles qui avaient cédé le plus de particules matérielles au mouvement de transport, étaient aussi celles qui, employées comme surfaces polaires, avaient fourni les phénomènes lumineux les plus intenses. Le mode de transmission de l'électricité est donc le même dans le jet d'étincelles des condensateurs et dans l'arc voltaïque. Dans l'un et l'autre cas, il s'établit, entre les deux surfaces polaires, une atmosphère de particules matérielles transportées, à travers laquelle se propage l'agent électrique; l'intensité du phénomène lumineux augmente avec la conductibilité de cette atmosphère, ou avec la quantité de particules arrachées et entraînées dans un temps donné.

M. Masson a fait une étude très approfondie des conditions qui influent sur l'intensité de la lumière des étincelles fournies par les condensateurs; des mesures directes, très nombreuses et exécutées dans les circon-

Stances les plus variées, lui ont permis d'établir les deux lois suivantes :

Première loi. — L'intensité varie proportionnellement à rétendue de la surface du condensateur, et en raison inverse de l'épaisseur de la lame de verre placée entre ses deux armures.

Deuxième loi. — L'intensité varie proportionnellement au carré de la distance explosive.

Ces lois sont indépendantes de la nature des surfaces métalliques polaires. La nature des sphères métalliques employées comme pôles de l'étincelle influe sur l'intensité absolue de la lumière, mais nullement sur les lois de ses variations. D'ailleurs, ainsi que nous l'avons dit plus haut, les métaux dont la ténacité est la plus faible, par cela seul qu'ils se prêtent plus facilement à l'arrachement des particules, sont ceux qui fournissent les étincelles les plus brillantes.

Cela posé, soient :

A, un coefficient qui reste constant pour des sphères polaires de même nature, et qui varie seulement avec la nature de ces sphères ;

rf, la distance à laquelle l'étincelle est produite;

s, la surface du condensateur ;

a, l'épaisseur de la lame de verre;

I, l'intensité de la lumière de l'étincelle.

La lumière de l'étincelle observée à Xunité de distance aura nécessairement une intensité représentée par l'équation suivante :

Par conséquent, si nous donnons à l'épaisseur a de la lame de verre du condensateur une valeur égale à Vunité (Tépaisseur, nous aurons

I = hdh.

Mais, d'après les expériences de M. Riess (vol. I, page 192), la distance explosive d d'un condensateur est fournie par Téquation

Dans cette équation, b est une constante; Q représente la quantité d'électricité accumulée dans le condensateur, et s la surface du condensateur.

Remplaçant cf par sa valeur dans l'équation précédente et appelant k la constante hb^, nous aurons

Mais le rapport - n'est autre chose que la tension E

du condensateur au moment de l'explosion. Remplaçant

- par E, nous avons enfin, pour mesure de l'intensité de

la lumière de l'étincelle :

I = fcEQ.

Si nous rapprochons cette dernière expression de l'intensité delà lumière de l'étincelle de l'équation (1) de la page û25, qui représente la quantité de chaleur communiquée par une décharge électrique à un fil métallique

52 D ÉlECTRICITÉ DYNAMIQUE.

(le nature, de longueur et de diamètre donnés, nous arrivons à la conclusion suivante :

Dans un circuit invariable, Tintensilé de la lumière de Tétincelle produite au point d'interruption, et la quantité de chaleur communiquée à un fil métallique donné par une décharge électrique, varient suivant les mêmes lois, et sont Tune et Tautre directement proportionnelles à la quantité Q d'électricité accumulée sur le condensateur et à sa tension E.

M. Masson s'est occupé aussi de l'influence du circuit qui établit la communication entre les armures du condensateur, sur l'intensité de la lumière de l'étincelle produite au point d'interruption. Ses résultats l'ont conduit à poser le principe suivant :

. Les lois des variations de l'intensité lumineuse de l'étincelle sont indépendantes de la résistance du circuit; mais Yintensité absolue de la lumière est en raison inverse de la résistance du circuit métallique.

M. Masson a pratiqué deux et même trois interruptions dans le circuit du condensateur ; tantôt les conducteurs intermédiaires étaient isolés, tantôt ils communiquaient avec le sol. Au premier point d'interruption, l'intensité de l'étincelle est restée proportionnelle au carré de la première distance explosive ; à un point d'interruption quelconque, l'intensité de l'étincelle a été constamment proportionnelle au produit de la première distance explosive par la distance explosive correspondante au point considéré.

Arc vcataVqne. — MM. L. Foucault et Fizeau (i) ont comparé l'intensité de la lumière émise par les charbons

(I) Ann, de chim, et de phya., 3» série, 1844, t. XI, p. 370.

polaires de la pile à l'intensité de la lumière solaire et de la lumière produite par la chaux placée dans la flamme d'un chalumeau à gaz oxygène et hydrogène. Le procédé photométrique est fondé sur les propriétés chimiques de la lumière. L'image était reçue, au foyer d'une lentille achromatique, sur une plaque recouverte d'une couche sensible d'iodure d'argent ; le temps d'exposition de la plaque variait d'une expérience à l'autre, et était prolongé jusqu'à ce que la couche sensible eût éprouvé un degré d'altération déterminé et toujours le même. De la connaissance des temps d'exposition, des distances focales et des rayons d'ouverture des lentilles, il était facile de déduire les rapports d'intensité des sources lumineuses en expérience. D'une manière générale, ce procédé photométrique ne doit être considéré que comme donnant la mesure de Vtntensité chimique des sources lumineuses. Cependant, dans le cas où les radiations lumineuses émanent de sources très difiérentes, mais qui produisent de la lumière blafiche^ MM. L. Foucault et Fizeau se sont assurés, par des mesures directes, que les intensités optiques et les intensités chimiques sont dans le même rapport.

Une étude préalable leur avait montré que le pôle positif de la pile l'emporte toujours en surface lumineuse et même en intensité sur le pôle négatif. L'arc qui unit les deux électrodes émet une lumière d'un bleu pourpré dont l'intensité optique est évidemment inférieure à celle des pôles. Le maximum d'intensité se rencontre toujours sur le pôle positif qui présente une surface circulaire de 2 à 3 millimètres de diamètre, douée d'un éclat a peu près uniforme. C'est celte dernière surface que MSI. L. Foucault

522 ÉLECTEICITÉ DYNAMIQUE.

et Fizeau ont constamment prise pour source lumineuse, dans leurs expériences sur l'intensité de la lumière émise par les charbons polaires de la pile. D'après ce que nous avons dit plus haut, il est permis d'admettre que leurs déterminations, bien que fondées sur la mesure des intensités chimiques, peuvent être étendues aux intensités optiques des trois sources lumineuse comparées.

Les résultats suivants sont fournis par des expériences dans lesquelles on avait -pris, pour pôles, des baguettes de charbon provenant de la distillation de la houille. L'électromoteur était une pile de Bunsen à zinc intérieur. Les cylindres de charbon, d'un diamètre intérieur de 5^,5, plongeaient dans l'acide de 9 centimètres; l'acide nitrique employé marquait 20 degrés à l'aréomètre, et l'acide sulfurique 15 degrés. Tantôt les couples étaient associés en une série unique fournissant un courant à très haute tension ; tantôt les couples étaient disposés en plusieurs séries parallèles et réunies pôle à pôle, de manière à constituer des batteries voltaïqiies à grandes surfaces.

Intensité de la lumière solaire 100

(avec 46 couples en série, au début .... 23,5 avec 80 couples en série, au début. . . . 23,8 avec 80 couples en série, la pile fonctionnant depuis trois heures 15,9 avec trois séries de 46 couples réunies

émise ( ^^^ ^ P^*^' '* '^''^ fonctionnant de-

1 puis une heure 38,5

le DÔle 1*^'^^ *^ couples en série, la pile fonc-

positif.

tionnant depuis deux heures 13,6

avec deux séries de 40 couples réunies l pôle à pôle , la pile fonctionnant

\ depuis deux heures 23,8

Intensité de la lumière émise par la chaux placée dans la flamme du chalumeau à gaz 0,685

EFFETS LUAÎINEUX. 523

De ces déterminations faites avec beaucoup de soin découlent des conséquences importantes.

i** Par son intensité, la lumière émise par le charbon servant de pôle positif à la pile est très supérieure à celle que fournit la cliaux plongée dans la flamme du chalumeau à gaz oxygène et hydrogène, et se rapproche d'une manière remarquable de la lumière solaire.

2'' Du moment que la tension de la plie est suffisante pour déterminer et entretenir un flux continu d'électricité d'un pôle à l'autre, l'augmentation du nombre des couples n'influe que très peu sur l'intensité de la lumière émise.

S"" Au contraire, du moment que la tension est suffisante pour que l'arc voltaïque s'établisse, l'intensité de la lu^ mière émise augmente très rapidement avec la surface des couples.

Quand on veut produire de beaux effets lumineux et qu'on peut disposer d'un très grand nombre de couples, il vaut donc mieux en former une batterie composée de plusieurs séries parallèles, réunies pôle à pôle et composées chacune de ûO à 50 éléments, que de les associer en une série unique k très haute tension.

Cette dernière conclusion est parfaitement d'accord avec ce que nous avons déjà dit (pages 110 et 113) de la disposition à adopter dans l'association des couples voltaïques suivant la nature des effets à obtenir.

M. Despretz (1) a publié un travail intéressant sur la

(I) Compt, rend, de VAcad. des se, 1850, t. XXX, p. 307; — I. XXXI, p. il8.

52^ ÉLECTRICITÉ DYNAIHQDE.

lumière électrique; il a étudié avec beaucoup de soin riafluence du mode d'association des couples sur la longueur et sur rintensité lumineuse de Tare voltaïque. Comme cdles de MH. L. Foucault et Fizeau, ses recherches confirment l'exactitude des indications déduites de la théorie de la pile. En effet, les expériences très nombreuses et très variées de M. Despretz démontrent que :

1° Quand les couples sont associés en ime série unique, la longueur de l'arc augmente plus rapidement que le nombre des éléments voltaïques.

2* Quand les couples sont rangés en séries égales et parallèles réunies pôle à pôle, la longueur de l'arc augmente beaucoup moins rapidement que le nombre des éléments voltaïques.

3** Si les couples sont associés en une série unique^ l'intensité lumineuse de l'arc n'augmente pas d'une manière très notable quand on multiplie le nombre des éléments voltaïques.

4° Quand les couples sont rangés en séries égales et parallèles réunies pôle à pôle, l'intensité lumineuse de l'arc augmente très rapidement avec la surface.

S ▼. — Composition de la lumière électrique.

Wollaston tenta l'analyse de la lumière électrique; mais ce sont les travaux de Fraûnofer (1) qui ont fourni les premières notions précises sur la composition de la radiation lumineuse de l'électricité. Le célèbre opticien allemand, après avoir découvert \es7'aiesnowes du spectre

(I) mblioth, miv, de Genève, tSn, t. VI, p. 2[.

solaire, constata, dans le spectre de la lumière fournie par la combustion da l'alcool, de Thuile, et en général par toutes les flammes, Texistence d'une raie brillante abords tranchés, constamment placée entre la couleur rouge et la xîouleur jaune. 11 soumit ensuite la lumière électrique à la même analyse. Nous rapportons textuellement la manière dont il rendit compte des résultats de ses recherches.

a La lumière électrique, dit-il, diffère d'une manière 0 frappante de la lumière solaire et de celle du feu, sous » le rapport des lignes et des bandes du spectre coloré. » On distingue, dans le spectre de cette lumière, plusieurs » lignes en partie très claires^ dont une, qui se trouve » dans le ver/, est d'une clarté presque brillante en com- » paraison du reste du spectre. Une autre ligne un peu » moins lumineuse se trouve dans Vorangé, Elle paraît » avoir la môme couleur que la ligne claire du spectre de » la lampe ; mais, si Ton mesure son angle de réfraction, » on trouve que cette lumière est beaucoup plus réfractée » et à peu près autant que les rayons jaunes de la lu- » mière de la lampe. Vers l'extrémité du spectre on » remarque, dans le rouge, une ligne qui n'est pas très » claire ; sa lumière, autant que j'ai pu m'en assurer, est » aussi fortement réfractée que celle de la ligne claire de » la lumièrede la lampe. Dans le reste du spectre on peut » encore distinguer très facilement quatre lignes bien » claires. »

M. Wheatstone reprit beaucoup plus tard(l) ces expé-

(i) Association britannique pour Vavancement des sciences, 5* réunion. Dublin^ 1831.

iU ÉLECTRICITÉ DYNAMIQUE.

riences ; il vérifia Texactitude des observations de Fraiinoter, et constata en outre que le nombre, la couleur et la position des lignes brillantes du spectre de la lumière électrique dépendent de la nature des conducteurs employés comme pôles. Les résultats généraux furent les mêmes avec Tare voltaïque, les étincelles de la machine électrique et les décharges d'un appareil électro-magnéti([uc. Les phénomènes restèrent de môme nature, quand la lumière électrique fut successivement observée dans Tair, dans Toxygène et dans les divers gaz à la pression ordinaire, dans Tair raréfié du récipient de la machine pneumatique, et même dans la chambre barométrique. Ces expériences prouvent, comme du reste on le savait déjà, que la lumière électrique n'est pas le résultat d'une combustion.

Nous devons à M. L. Foucault (1) un travail important sur la composition de la lumière de Tare voltaïque. Au milieu des raies lumineuses, très nombreuses et irrégulièrement groupées, qui sillonnent le spectrede l'arc du charbon, il s'est surtout occupé d'une double raie très brillante située à la limite de l'orangé et du jaune. Il a fait tomber sur l'arc voltaïque une image solaire formée par une lentille convergente, et a ainsi superposé le spectre électrique et le spectre solaire en les faisant déborder l'un sur l'autre. L'image était composée de trois parties : la moyenne contenait à la fois les deux spectres exactement superposés; des deux extrêmes, l'une était formée par le spectre solaire sew/, et l'autre par le spectre électrique seul. L'étude de

(I) Biblioth, univers, de Genève, 1849, t. X, p. 222.

cette image lui a permis de constater les faits suivants: L'arc électrique est très transparent et ne porte à la lumière solaire qu'une ombre légère. — La double raie brillante située à la limite de Torangé et du jaune dans le spectre électrique coïncide exactement avec la double raie noire D du spectre solaire. — La raie D conserve sa teinte obscure habituelle dans la portion de l'image constituée par le spectre solaire seul^ se creuse et apparaît plus noire qu'à l'ordinaire dans la portion où les deux spectres sont superposés, enfin se détache en clair dans la portion correspondante au spectre électrique seul. D'ailleurs la coïncidence de ces trois parties de la raie D reste parfaite. 11 résulte de cette obser^'ation que l'arc, en même temps qu'il émet les rayons D pour son propre compte, a la propriété d'absorber ces mêmes rayons D de la lumière solaire.

M. Draper avait démontré que le spectre de la lumière fournie par un fil de platine rougi par le passage d'un courant est dépourvu de toute espèce de raies. M. L. Foucault a retrouvé cette absence de raies dans le spectre de la lumière émise par les charbons polaires incandescents. Agissant toujours par voie de superposition, il s'est assuré en outre que l'arc absorbe les rayons D de la lumière de ces charbons incandescents.

La même méthode de superposition.a permis à M. L. Foucault de constater que la raie brillante D du spectre de la lumière électrique coïncide exactement avec la raie brillante signalée par Fraûnofer dans le spectre de la flamme de la lampa

M. L.Foucault a aussi étudié lacomposition delà lumière

des arcs fournis par les métaux employés comme surfaces polaires^ et a fait concourir ces différents arcs avec là lumière solaire. Les iaits qu'il a constatés dans ces circonstances sont d'une haute importance. — Dans les spectres de tous ces arcs, il a retrouvé, à la même place et presque constamment, la raie brillante D de Tare du charbon. — Les raies brillantes des spectres électriques, variables dans leur nombre, leur position et leur couleur avecla nature des surfaces polaires, se détachent sur le fond relativement uniforme du spectre solaire. — Enfin, malgré l'apparence de leur disposition fortuite, les raies brillantes des divers spectres électriques possèdent toutes la nuance que leur assigne leur réfrangibilité ; plusieurs de ces raies électriques ont une intensité absolue énormément supérieure à celle du rayon solaire correspondant.

Dans son mémoire, M. L. Foucault a signalé d'une manière spéciale, dans Tare de l'argent, l'existence d'une raie verte d'un éclat éblouissant. Cette belle raie, ingrossmable par les prismes, est une véritable source de lumière simple.

M. Despretz (1) a constaté que la position des raies brillantes du spectre de l'arc voltaïque est complètement indépendante du nombre et de l'arrangement des couples dont se compose la pile employée.

Dans ses belles et importantes recherches de photométrii^ électrique, M. Masson a étudié avec beaucoup de soin la composition de la lumière fournie par les diverses

(1) Comptes rendus de l'Académie des sciences, 1850, t. XXXf, p. 418.

sources crélectricité ; il a successivement opéré sur les étincelles des condensateurs, les arcs voltaïques, et les décharges des appareils d'induction. Nous ne pouvons pas entrer ici dans le détail de ses expériences; nous devons nous contenter de rapporter les principaux résultats de son travail.

Btlncelles des eondenaateurs. — Le Spectre de réUnoelle électrique est sillonné de raies brillantes dont la couleur est celle que leur assigne leur réfrangibilité. Le nombre et la position de ces raies sont indépendants de riptensité de Tétincelle qui n*a d'influence que sur leur éclat.

Lorsque les surfaces polaires changent de nature, les caractères du spectre de Tétincelle sont altérés; les raies ne sont plus les mêmes. Ainsi :

Avec des pôles de charbon, les raies brillantes sont nombreuses et très déliées. Le violet a très peu d'intensité, il est parsemé de raies brillantes très fines et qui, vers la limite du spectre, paraissent séparées par des intervalles obscurs.

Avec des pôles de zhic, le spectre est caractérisé par un vert-pomme très prononcé.

Avec des pôles d'argent, le spectre est remarquable par l'intensité du vert, et par plusieurs raies de cette couleur d'une grande beauté.

Avec des pôles d'or, le spectre contient beaucoup <lc jaune, et des raies violettes très remarquables.

Avec des pôles de cuivre, le spectre est caractérisé par de belles raies vertes, par de nombreuses raies bleues, et de belles raies violettes.