I.'ÉLECTROSCOPE A. l'ÉI.ECTROSCOPF. II

1 ra expérience 0 10°

2e expérience —25° C° = 10 — 4

5e expérience 4-25° ] 5° = 10 -{- 5

La charge limite du disque de gomme laque varie donc sensiblement comme le potentiel du métal frotté.

104 5. Le procédé employé par M. Gaugain pour étudier l'électricité d'un disque isolant permet d'expliquer une expérience très-simple, qui a été l'objet d'une longue controverse entre Faraday et M. Riess. Si une lampe à alcool conductrice et non isolée est pincée au-dessous d'un corps électrisé, positivement par

exemple, et qu'on fasse passer rapidement une lame de gomme laque entre la flamme et le corps influent, on trouve que cette lame est électrisée ; mais, pour l'explication du phénomène, il importe de savoir quelle est la nature de l'électricité, et sur quelle face elle est distribuée. M. Riess prenait l'électricité de ce gâteau en promenant un corps conducteur sur la surface, mais ce procédé est incorrect ; par l'emploi d'un disque, on reconnaît aisément que la lame de gomme laque est chargée d'électricité négative sur sa face inférieure. En effet, la flamme qui communique avec le sol se comporte comme une pointe infiniment aiguë, qui laisse échapper vers le corps électrisé un flux d'électricité contraire, et celte électricité se dépose au passage sur la face inférieure de la lame de gomme laque.

1016. Frottement des liquides et des gaa. — Le frottement des

liquides avec les corps solides doit donner aussi de l'électricité, puisqu'il n'y a en tout ceci que des tensions de contact. L'éther, l'alcool, les résines liquides prennent de l'électricité négative quand on les verse sur du verre dépoli. L'expérience réussit mieux avec le mercure, comme nous l'avons déjà vu. Quand on plonge un bâton de verre ou de résine dans un bain de mercure isolé en communication avec un électroscope, on n'aperçoit pas de divergence des pailles, tant que le bâton est immergé, mais la divergence augmente peu à peu à mesure qu'on le retire, et le bâton est lui-même chargé d'électricité contraire.

L'emploi du mercure permet de démontrer, sous une autre forme, que la différence de potentiel duc au frottement est constante. Remarquons, en effet, que si l'on frotte avec un corps isolant la surface intérieure d'un conducteur électrisé, ce corps se trouve, par sa position môme , porté d'abord au potentiel du conducteur, et la différence de potentiel des surfaces frottées tiendra uniquement à la quantité d'électricité qui s'y développe. Si l'on enlève ensuite le corps isolant, toute l'électricité de frottement se portera à la surface du conducteur, et y produira une variation de potentiel constante, indépendante du potentiel primitif. Pour le démontrer, on plonge une baguette de verre dans un bain de mercure qui communique avec un électroscope électrisé négativement : la déviation des pailles n'est pas sensiblement modifiée. Quand on enlève la baguette, la déviation des

pailles augmente de la même quantité, pour de faibles déviations, que si le mercure eût été primitivement neutre.

Le mercure prend de l'électricité négative avec le verre, la résine, et de l'électricité positive avec le papier, la toile, la laine, le drap, la soie, le taffetas, les plumes à écrire, le feutre, l'ambre, la cire. 11 est bon en général, pour ces expériences, de chauffer le mercure et même les corps qu'on y plonge. Avec un paquet de plumes d'oie plongé dans une éprouvette à mercure, on peut produire assez d'électricité pour tirer des étincelles du liquide. Nous avons déjà indiqué (12) l'expérience de la pluie de mercure qui est très-remarquable à ce point de vue.

Les poussières et les liquides pulvérulents, entraînés par un courant d'air, donnent aussi de l'électricité. Bennet, en projetant avec un soufflet de la craie en poudre sur le plateau d'un électroscope, obtint de l'électricité positive pour une distance de 12 centimètres, et de l'électricité négative pour la distance de 15 centimètres. L'expérience est, en effet, complexe, parce qu'il y a deux frottements, l'un entre le jet de gaz et le tuyau d'échappement, l'autre contre le plateau de l'électroscope , et il peut arriver que, suivant la distance du plateau à l'orifice, l'un ou l'autre soit prédominant. On sait, d'ailleurs, depuis les recherches de Faraday (842) à propos de la machine d'Armstrong, que tout l'effet est dû aux matières solides ou liquides entraînées par le courant gazeux, et que les gaz secs, ainsi que les vapeurs surchauffées, ne donnent pas d'électricité appréciable.

1017. Division des corps. — Toutes les opérations par lesquelles on détermine le contact de particules de natures différentes développent de l'électricité. Il suffit de couper par un corps tranchant, de limer ou de racler diverses substances, telles que la gomme laque, le soufre, la stéarine, la résine, la cire d'Espagne, le chocolat, etc., pour que les fragments en tombant sur un électroscope l'électrisent d'une manière sensible, quelquefois au point qu'on en puisse tirer une étincelle. Les fragments et les poussières ainsi obtenus sont le plus souvent électrisés positivement; toutefois les moindres modifications dans les conditions de l'expérience suffisent quelquefois pour changer les signes d'électricité. Ainsi, la cire à cacheter raclée avec un couteau dont le tranchant est émoussé donnera, par exemple, des

DES SOURCES D'ELECTRICITE. bîh

poussières positives, tandis que ces poussières seront négatives si le tranchant est finement aiguisé. Un changement dans la température de l'un des deux corps peut encore modifier les signes électriques. Ces phénomènes ont donné lieu à un nombre considérable d'observations souvent contradictoires et qui n'ont pas été reliées par une loi générale. 11 semble résulter de l'en' semble des faits que la division même des corps ne joue aucun rôle dans la production d'électricité. Dans toutes les expériences, il y a en réalité frottement ou contact de deux substances différentes, au moins physiquement, et la cause de l'électricité doit être la même que pour le frottement,

1018. On avait remarqué depuis longtemps qu'une feuille de mica clivée dans l'obscurité devient souvent lumineuse. En sou^ tenant chaque lame par un manche isolant collé au moyen d'un peu de mastic, M. Becquerel (l) a reconnu qu'elles emportent, en se séparant, des électricités de signes contraires. Le même phénomène se reproduit, quelque mince que soit la lame, et l'on serait porté à en conclure qu'il aurait lieu aussi dans la séparation des molécules. Lorsqu'une lame a été ainsi clivée, il suffit de rapprocher les morceaux et de les séparer de nouveau pour reproduire les mêmes effets électriques; mais cette propriété no se conserve que peu d'instants après l'exfoliation, et elle renaît quand on chauffe l'une des lames. Cette circonstance semble indiquer que la température joue un rôle important dans le phénomène; il n'est pas impossible qu'une petite différence de température entre les deux faces d'une lame de mica, avant le clivage, ne soit nécessaire à la réussite des expériences, car il faut bien qu'il y ait une différence physique entre les deux feuillets que l'on sépare, pour qu'il s'établisse entre eux une dissymétrie électrique. Le talc feuilleté du Saint-Gothard et le gypse transparent donnent par l'exfoliation des résultats semblables. Il suffit même de dédoubler une carte à jouer pour que les deux fragments soient électrisés en sens contraires : ici la dissymétrie est plus manifeste, parce que les deux feuillets de la carte n'ont généralement pas la même structure.

1019. Pression. — L'électricité produite par la pression pa-

(!) Annales de Chimie et de Physique, 2e série, t. XXII, p. 5.

raît être un effet de môme nature. Libes a reconnu qu'en pressant un disque de métal isolé sur une feuille de taffetas enduit de résine élastique, le métal acquiert de l'électricité négative et le taffetas de l'électricité positive, tandis que le frottement des deux corps les électrise en sens contraires. Haùy (l) trouva plus tard que la simple pression des doigts électrise un cristal de spath d'Islande, et que quelques autres substances minérales jouissent de la même propriété. Il a profité de cette expérience pour construire une aiguille électroscopique, formée d'un simple petit cristal de spath porté à l'extrémité d'une aiguille de métal, laquelle est suspendue par un fil de cocon ou posée sur une pointe où elle peut tourner librement. Quand on veut se servir de l'instrument, il suffit de presser légèrement le cristal entre les doigts : il devient positif et conserve même son électricité pendant très-longtemps.

Ce phénomène esl beaucoup plus général que ne le pensait Haûy ; M. Becquerel a reconnu que deux corps quelconques pressés l'un contre l'autre, puis séparés rapidement, sont électrisés en sens contraires, pourvu que l'un au moins des deux ne soit pas conducteur, et que la quantité d'électricité est sensiblement proportionnelle à la pression. L'expérience réussit surtout avec des corps élastiques comme le liège, la moelle de sureau et le caoutchouc. Le signe de l'électricité dépend, bien entendu, de la nature des corps pressés : le liège est positif avec le caoutchouc, et négatif avec des substances minérales cristallisées comme le sulfate de chaux, le spath fluor, la baryte sulfatée, etc. Enfin , la température a une grande influence sur le phénomène : ainsi deux disques de liège identiques, ou deux cristaux de spath d'Islande, pressés l'un contre l'autre, ne donnent généralement pas de signes d'électricité ; mais, si l'un des disques ou des cristaux est légèrement chauffé, les deux corps pressés deviennent aussitôt électriques en sens contraires.

Lorsque deux corps sont fortement comprimés l'un contre l'autre, il se dégage de la chaleur sur les surfaces en contact; cette chaleur due à la pression se dissipe rapidement, parce que l'expérience dure toujours un temps assez long, mais la décom-

(') Annales de Chimie et de Phîjsique, ï' série, t. Y, p. 95.

pression est brusque, et il en résulte, au moment où les corps sont séparés, une différence de température assez grande entre les deux surfaces en contact. Il y a donc réellement contact de deux substances différentes à des températures très-inégales. On conçoit, d'après cela, que les effets soient surtout marqués avec les corps élastiques, que la quantité d'électricité augmente avec la pression, et enfin que l'éleclrisation des deux corps par pression, non-seulement soit plus grande que par le simple contact ou le frottement des mêmes corps, mais puisse encore donner lieu à des signes différents, puisque les conditions de température sont complètement modifiées.

1020. Passage «les eorps à l'état solide. — Quelques expériences semblent indiquer aussi que la solidification d'un corps produit de l'électricité. Quand du soufre fondu se solidifie dans un verre, le soufre et le vase s'électrisent en sens contraires (11) ; il en est de même pour le chocolat et l'acide phosphorique. Gay-Lussac a remarqué que l'adhérence des corps entre eux d'abord, puis leur séparation par l'inégalité de retrait, comme cela a lieu entre le verre et le soufre, sont les conditions indispensabels pour que l'on obtienne de l'électricité après la solidification d'un corps, et il attribue les effets électriques à la désagrégation moléculaire. Ainsi les métaux, qui ne remplissent pas cette condition, n'en manifestent aucune trace après s'être solidifiés dans du verre. L'expérience est évidemment trop complexe pour que l'on puisse y indiquer d'une manière précise la cause des phénomènes électriques.

On a souvent attribué à la production d'électricité la phosphorescence qui se manifeste dans la cristallisation de certains corps, comme l'acide arsénieux, les sulfates de potasse et de soude, et d'autres sels encore. On pourrait aussi faire rentrer dans le même cas la plupart des phénomènes de phosphorescence, au moins lorsque les lueurs ne sont accompagnées d'aucune action chimique; mais ce sont là de simples conjectures que l'observation directe n'a pas encore confirmées.

1021. Actions moléculaires. — Enfin, toutes les actions mécaniques auxquelles on soumet un corps paraissent propres à développer de l'électricité. Peltier mit en rapport avec un galvanomètre un grand cercle formé de cuivre non recuit qu'il plaça

alternativement dans le méridien magnétique, dans un plan perpendiculaire à ce méridien, ou dans une position intermédiaire, afin de pouvoir tenir compte de l'induction produite sur ce cadre par la terre. L'équilibre de température étant bien établi et l'aiguille du galvanomètre au zéro , Peltier déforma une partie quelconque du fil et reconnut qu'il se produisait à chaque flexion un courant électrique momentané. La direction du courant étant indépendante de la position du fil par rapport au méridien magnétique, l'effet était dû aux changements d'état moléculaire dans l'intérieur du métal; il suffisait d'ailleurs de frotter le fil entre les doigts ou avec du drap, ou de le tirer à la filière, pour provoquer un courant appréciable.

Sullivan (*) obtint de même un courant très-faible à l'aide d'un fil formé de deux bouts consécutifs, l'un de laiton et l'autre de fer, qu'il mettait en vibration, après l'avoir tendu de manière à lui faire rendre un son musical. L'effet était plus prononcé avec un barreau de bismuth, soudé à un barreau d'antimoine, que l'on frappait avec un morceau de fer pour le faire vibrer. Dans les deux cas, le courant cesse immédiatement avec la vibration. On ne peut pas en conclure que les effets observés ne soient pas des courants thermoélectriques, parce que les changements de température qui se produisent en différents points d'une masse métallique soumise à des opérations mécaniques, comme celles que produisent les vibrations, sont généralement très-faibles et se dissipent rapidement si on ne les entretient pas d'une manière continue. Ces expériences , et toutes celles que l'on pourrait citer encore dans le même genre , ne prouvent donc pas que l'on ait affaire à un nouvel ordre de phénomènes.

EVAPORATION.

Î022. Expériences de De Saussure. — L'abbÔ Nollet et Priestley

avaient essayé déjà de déterminer par expérience si l'évaporation des liquides est une source d'électricité. Cette question présente un grand intérêt parce qu'on peut y trouver la source de

Archives de l'Électricité, t. V, p. 480 (1845).

l'électricité atmosphérique. Volta avait cru, en s'appuyant sur quelques expériences un peu incomplètes , pouvoir établir comme règle générale que la vapeur qui se dégage de l'eau est électrisée positivement, le liquide lui-même négativement, d'où résulterait une explication très-simple de l'électricité positive qui parait exister dans l'atmosphère. De Saussure (*■) fit à ce sujet un grand nombre d'expériences remarquables. Après plusieurs essais pour obtenir une formation rapide de vapeurs, afin d'éviter que l'électricité ne se dissipe entièrement par déperdition, ce qui doit, avoir lieu dans le cas d'une évaporation lente, De Saussure adopta la disposition suivante. Un creuset de métal, étant chauffé au rouge vif, fut mis en communication avec un électromètre; il y laissa tomber une petite quantité d'eau distillée, nota la durée de l'évaporation, l'état électrique du creuset, et répéta successivement la même expérience un grand nombre de fois, jusqu'à ce que le creuset fût presque entièrement refroidi. Les premières gouttes s'évaporent lentement parce qu'elles prennent l'état sphéroïral, puis l'évaporation devient plus rapide et s'effectue avec décrépitation en produisant un nuage visible, et enfin elle devient de nouveau beaucoup plus lente à mesure que la température du creuset diminue.

Avec un creuset en fer les résultats ne furent pas constants : l'électricité du creuset fut tantôt de signe variable aux différentes expériences d'une même série, tantôt constamment positive. Un creuset de cuivre devint aussi positif. Dans ces deux cas, le maximum d'électricité ne correspondait pas en général au moment où l'évaporation était le plus rapide. Avec un creuset d'argent et une tasse de porcelaine, l'électromètre fut toujours négatif, par conséquent la vapeur positive, et le maximum d'électricité correspondait exactement au moment de la plus rapide évaporation. L'alcool et l'éther produisirent aussi de l'électricité négative sur le creuset d'argent. Enfin, il en fut de même avec de l'eau projetée sur des charbons ardents.

Toutefois, De Saussure n'obtint pas d'électricité en chauffant une plaque de fer blanc couverte de terre humide ; il crut même remarquer que la forme du vase dans lequel on met le liquide

(*) Voyage dans les Alpes, t. II, § 805 à 829.

joue un certain rôle dans le phénomène, car en faisant bouillir la même quantité d'eau dans une cafetière ou dans une casserole évasée, il obtenait de l'électricité dans le premier cas et non dans le second.

1023. Expérience» de Pouiiiet. — Ces expériences ont été reprises par Pouiiiet (*) à l'aide d'une méthode à peu près identique à celle qu'avait employée De Saussure. Une petite plaque de laiton mince est mise en communication par un fil métallique avec un électroscope ordinaire, ou avec l'un des plateaux d'un électroscope condensateur dont l'autre plateau est relié avec le sol. Un creuset de platine à parois très-épaisses, pour que le refroidissement soit moins rapide, est chauffé au rouge blanc, puis posé sur la plaque de laiton, et on y laisse tomber quelques gouttes du liquide à étudier. Si le liquide s'évapore d'une manière complète en conservant l'état sphéroïral, il ne se produit dans tous les cas que des traces d'électricité à peine sensibles ; mais, quand la température s'abaisse au-dessous du rouge, l'évaporation devient violente, le liquide est projeté de toutes parts et l'électrisation est généralement très-manifeste.

Avec l'eau pure, l'acide acétique pur et cristallisable, les acides azotique et sulfurique parfaitement purs et concentrés, on n'obtient aucune trace d'électricité, quelle que soit la forme suivant laquelle s'effectue l'évaporation.

Avec une solution de strontiane, de chaux, de baryte, de soude, de potasse, etc., le creuset se charge d'électricité positive au moment de l'évaporation brusque. L'ammoniaque, au contraire, donne au creuset de l'électricité négative.

L'électricité du creuset est encore négative quand on y projette de l'eau aiguisée d'acide sulfurique, ou de l'acide acétique étendu d'eau, ou une dissolution de sels quelconques, carbonates, nitrates, sulfates, acétates, etc.

Pouiiiet déduit de ces expériences les conséquences suivantes :

1° Le changement d'état d'un corps ne donne jamais le moindre signe d'électricité ;

2° Dans l'évaporation des solutions alcalines, l'eau est négative et l'alcali positif. La contradiction qui semble exister pour

(*) Annales de Chimie et de Physique, 2e série, t. XXXVI, p. 5.

l'ammoniaque s'explique parce l'ait que l'alcali est alors plus volatil que l'eau, de sorte que l'électrisation du creuset correspond à l'électrisation de l'eau.

3° La ségrégation chimique qui accompagne l'évaporation des solutions acides ou salines produit de l'électricité positive sur la vapeur, et négative sur la solution.

On voit de suite l'application de ces résultats à l'évaporation de l'eau de la mer et les conséquences qui en résultent pour l'électricité atmosphérique.

10^4. L'évaporation n'est pas «ne source d'électricité. — lOU-

tefois, il parait démontré aujourd'hui que l'origine de l'électricité, dans les expériences qui précèdent, ne doit être attribuée ni à la simple formation de vapeurs, ni à la ségrégation chimique qui accompagne l'évaporation des dissolutions. Faraday avait déjà reconnu, dans ses recherches sur la machine hydroélectrique, que la simple évaporation d'une eau quelconque ni la condensation des vapeurs ne produisent aucune trace d'électricité, qu'il en est de môme pour le frottement des gaz purs et de la vapeur sèche, qu'enfin un jet de vapeur ou de gaz ne s'électrise que s'il contient en suspension soit des gouttelettes liquides, soit des parcelles de matières solides.

Reich (l) a reconnu aussi que, dans les expériences de Pouillet avec le creuset incandescent, le signe de l'électricité dépend de la nature du métal et des matières étrangères solides qu'on y introduit, de sorte que l'électrisation doit être attribuée au frottement des gouttelettes liquides.

Si l'électricité était liée à la formation des vapeurs, il devrait s'établir, comme dans tous les phénomènes analogues, une différence de potentiel déterminée entre le liquide et la vapeur, et l'emploi d'un condensateur devrait permettre de recueillir une quantité d'électricité beaucoup plus grande. M. Gaugain (2) a montré, au contraire, que le phénomène est graduel, et que la quantité d'électricité recueillie est indépendante de la grandeur des surfaces qui la reçoivent, de sorte que la divergence des pailles est beaucoup moindre avec un électroscope condensai eur qu'avec un électroscope ordinaire.

\l) Riess, Reibungseiektrlcdât, Bel. II, p. 407.

(') Combles rendus de l'Académie des sciences, t. XXXIX, p. 251.

hôO TRAITÉ D'ÉLECTRICITÉ STATIQUE.

Les frottements produits par le pétillement du liquide sont d'ailleurs très-complexes, car ils ont lieu entre le liquide et les parois du creuset, entre le liquide et les dépôts qui tapissent ces parois, ou encore entre le vase et les poussières projetées en dehors. Les électricités que le vase reçoit de ces divers frottements sont tout à fait indépendantes, de sorte que le signe électrique final, dans des conditions en apparence identiques, peut être variable d'une expérience à l'autre. Le frottement des gouttelettes liquides contre les dépôts salins paraît en général prédominant : en effet, la quantité d'électricité va constamment en croissant lorsque, répétant plusieurs expériences successives, on a soin de ne pas nettoyer le creuset et de laisser la croûte de dépôt augmenter de plus en plus. La nature du vase n'a alors aucune influence, et l'on observe exactement les mêmes phénomènes en laissant tomber quelques gouttes d'eau pure ou de dissolution saline sur un culot de sel solide fortement chauffé, qui communique avec l'électroscope. Les résultats sont beaucoup moins simples que ne l'avait cru Pouillet.

Ainsi le creuset est positif quand on y projette des solutions alcalines, dépotasse, soude, baryte, stron liane et chaux; des dissolutions de sulfate et de carbonate de potasse.

Les acides azotique, sulfurique et acétique concentrés ne donnent aucune trace d'électricité.

Au contraire, le creuset devient négatif, à un degré variable avec la nature des corps, quand on y projette des solutions étendues d'acide sulfurique ou azotique ; de l'acide chlorhydriquc ; des dissolutions d'acide phosphorique ou borique ; de sel marin, de sulfates de soude et de magnésie ; de phosphate et de borate de soude ; d'azotates dépotasse, de soude, de baryte et de strontiane; de chlorate de potasse, etc.

Il n'y a donc qu'une relation assez éloignée entre le signe de l'électricité produite et le rôle chimique des corps qui entrent dans ces dissolutions.

Les expériences plus récentes, par lesquelles on a cherché aussi à manifester la production d'électricité par évaporation lente au soleil, ne sont pas non plus de nature à mettre hors de doute l'existence du phénomène.