Expériences de M. Gaugain. — Les propriétés élecll'i

ques de la tourmaline ont été nettement établies par M. Gmi-

(â) Annales de Chimie et de Physique, 2e série, t. XXXVI, p. 7. (2) Archives de i électricité, t. III, p. 585.

il 52

gain (l) à l'aide d'expériences très-ingénieuses. On peut résumer ce travail en disant qu'une tourmaline, qui s'échauffe ou se refroidit, doit être considérée comme une pile électrique, dont la force électromotrice est considérable, mais dont la résistance intérieure est aussi très-grande. Si donc on réunit par un fil extérieur, de résistance X', les deux pôles d'une tourmaline dont la résistance intérieure est X et la force électromotrice E, l'intensité du courant aura pour expression

Si la communication extérieure des deux pôles est métallique,

X' le rapport des résistances ~ est toujours négligeable, de sorte

que l'intensité du courant ne dépend que de la force électromotrice et de la résistance du cristal. Cet énoncé permetlra de comprendre rapidement la suite des expériences.

M. Gaugain a constaté d'abord quelques faits généraux qu'il est utile de signaler. La tourmaline conduit très-mal l'électricité à la température ordinaire : si Ton met un électroscopeà feuilles d'or en communication avec le sol par l'intermédiaire d'un cristal de tourmaline, cette communication n'empêchera pas en général l'électroscope de recevoir et de conserver les charges qu'on pourra lui transmettre; mais si, après avoir constaté ainsi que l'échantillon sur lequel on opère est dépourvu de conductibilité, on le porte à une température assez élevée pour que les effets électriques disparaissent, on constate qu'il est alors devenu conducteur et peut décharger instantanément un électroscope. Cette observation explique tout naturellement la disparition des signes électriques aux températures élevées, quelles que soient alors les variations de température.

En outre, la tourmaline est hygrométrique, comme le verre, et il résulte de cette propriété que, dans certaines circonstances, la conductibilité du cristal peut paraître assez forte, même à la température ordinaire. Nous avons déjà signalé (54) la conduc*

{*) Annales de Chimie et de Physique, 3e série, t. LV11. p. 5.

tibililé qu'acquiert une tourmaline en se refroidissant dans l'air, après avoir été chauffée à 500°, et la disparition de cette conductibilité par un lavage à l'eau. On peut admettre que la tourmaline s'altère à une température élevée, et que la surface se recouvre d'une nouvelle substance éminemment hygrométrique ; mais cette explication, toute vraisemblable qu'elle parait, ne doit être considérée que comme une hypothèse, parce qu'il n'a pas été possible de constater que le lavage, qui modifie d'une manière si notable l'action hygrométrique de la tourmaline, lui enlève réellement quelque chose.

Il se présente aussi plusieurs autres anomalies. Ainsi toutes les variétés de tourmalines ne sont pas également électriques : les tourmalines du Brésil, vertes ou bleues, sont celles qui fournissent, toutes choses égales d'ailleurs, le plus d'électricité et, dans les échantillons de môme teinte, ce sont, en général, les plus claires qui donnent les effets les plus marqués.

M. Becquerel avait exprimé l'opinion que la tourmaline ne laisse point échapper d'électricité, ni n'en prend aux corps voisins, parce qu'il n'a pu parvenir à charger un condensateur de Volta au moyen d'une tourmaline dont il élevait la température. Cet insuccès tient à ce que M. Becquerel laissait la tourmaline isolée ; l'expérience réussit très-facilement, au contraire, si l'on met les deux pôles du cristal en communication respective avec les deux plateaux, conséquence naturelle de l'existence d'une force électromotrice entre les deux pôles.

994. Pour recueillir l'électricité d'une tourmaline, il ne faut pas se contenter d'un simple contact; on enroule un fil de métal en hélice autour des points que Ton veut observer, des extrémités par exemple. On peut ainsi montrer la distribution des potentiels aux différents points d'un cristal. Pour cela, on met des anneaux de fil métallique aux extrémités A et B d'une baguette de tourmaline, un troisième anneau au milieu C, et l'on met ce dernier en communication avec un électroscope. Quand, le cristal se refroidissant, les extrémités A et B sont maintenues isolées, l'électroscope reste à l'état neutre : le potentiel du milieu de la baguette est donc nul. Si l'on met l'une des extrémités A en communication avec le sol, l'électroscope se charge, par exemple, d'électricité positive. L'extrémité A est alors au po-

TRAITE D'ÉLECTHICITÉ STATIQUE.

tentiel zéro, et le milieu G à un potentiel égal à la moitié de la différence qui existe entre les deux pôles. En mettant l'extrémité B en communication avec le sol et isolant la première, l'elcctroscopc se charge cette fois d'une quantité égale d'électricité négative; le point G est alors à un potentiel égal au précédent et de signe contraire.

M. Gaugain mesurait l'électricité fournie par la tourmaline dans un circuit fermé au moyen d'un électroscope à décharges ; il avait précisément imaginé cet appareil à propos de ses recherches sur la pyroélectricité. L'un des pôles d'une tourmaline, qui se refroidit ou s'échauffe, communiquant avec le sol, l'autre pôle est relié par un fil conducteur avec un électroscope à décharges. La quantité d'électricité qui s'écoule est proportionnelle au nombre total des décharges, et l'intensité du courant est proportionnelle au nombre de celles qui se produisent pendant l'unité de temps.

995. Si Ton forme une pile de n tourmalines identiques réunies en quantité, l'intensité du courant sera donnée par la formule

ou, sans erreur sensible,

l'intensité du courant sera donc n fois plus grande que si le circuit ne renfermait qu'une seule tourmaline. L'identité des tourmalines n'est pas facile à réaliser, mais il résulte des mêmes formules que, si plusieurs couples différents sont réunis en quantité dans un circuit qui est fermé par un fil de résistance négligeable, l'intensité du courant est égale à la somme des intensités de tous les couples séparément.

Avec 32 tourmalines différentes, M. Gaugain a formé 8 groupes de 4 tourmalines (iïg. 287) réunies à l'aide de fils de métal par leurs pôles de mêmes noms. Un ou plusieurs de ces groupes

Fi- 287.

étaient placés dans une ôtuve à air que l'on pouvait démonter rapidement. Les communications étant établies pour l'expérience, on chauffait l'étuve à 150° avec une lampe à alcool, puis on enlevait la lampe, on démontait l'étuve et l'on comptait le nombre total des décharges de l'élcctroscope, jusqu'à ce que les tourmalines fussent revenues à la température ambiante. En désignant par les numéros 1, 2, 5, 4, 5, 6, 7 et 8 les différents groupes de tourmalines, on a obtenu les résultats suivants :