Phénomènes d'influence dans les gaz. ToilleS les fois

qu'un milieu isolant même gazeux est situé entre deux conducteurs maintenus à des potentiels différents, ce milieu s'ôlectrise par influence et l'on y observe tous les effets des décharges, effets qu'on serait quelquefois tenté d'expliquer par le passage direct de l'électricité influente. Si le milieu est gazeux et à une pression très-faible, il peut ainsi s'illuminer comme s'il était traversé par un flux d'électricité continu. Nous avons cité à ce sujet les remarquables expériences d'IIauksbée, qui obtenait des lueurs électriques dans un globe de verre contenant de l'air raréfié, soit en le frottant, soit en le soumettant à la simple influence d'un autre globe électrisé; celles de Canton qui provoquait les mômes lueurs dans un tube à air raréfié en le déplaçant dans le voisinage d'un conducteur électrisé, etc. Ces lueurs s'observent toutes les fois que survient un changement brusque dans la distance ou l'état électrique des corps en présence; elles traduisent le rétablissement d'un nouvel équilibre.

(') Sigaud de la Fond, Précis des phénomènes électriques, p. 201

Presque tous les appareils à gaz raréfiés, dits tubes de Geissler, s'illuminent ainsi quand on les frotte ou qu'on en approche un corps électrisé comme une plaque de caoutchouc. M. Alvergniat (') a reconnu que certaines vapeurs donnent à cette expérience beaucoup d'éclat; des tubes qui renferment des traces de chlorure ou de bromure de silicium se remplissent, quand on les frotte à la main, de flammes rouges ou verdâtres qui suivent la main ou éclatent dans toute la longueur du tube.

578. Les effets sont plus énergiques si le milieu isolant est placé entre deux conducteurs très-rapprochés l'un de l'autre, comme les armatures d'un condensateur, et l'illumination esl continue si l'on fait varier d'une manière permanente l'état électrique des deux conducteurs en les électrisant alternativement en sens contraires. Ces alternatives s'obtiennent naturellement par l'emploi des bobines d'induction. Les deux plateaux d'un condensateur, mis en communication avec les extrémités du iîl induit, s'électrisent d'une certaine manière au moment de la décharge directe. Si l'on n'en proiuit plus de nouvelle, les flux d'électricité positive et négative qui s'étaient précipités vers les plateaux reviennent ensuite se neutraliser dans la bobine, de sorle que le fil est parcouru par deux courants successifs de sens contraires, comme si le courant primitif, ne trouvant pas d'issue entre les plateaux, y éprouvait une véritable réflexion. Mais, si le courant induit direct est suivi au bout d'un petit intervalle de lemps par un courant inverse, ce dernier sera de même signe que le reflux de la première décharge et leurs effets s'ajouteront. Quand on laisse se succéder d'une manière continue les décharges directes et inverses, le fil est parcouru par une série de courants d'intensités égales, alternativement de signes contraires. Un galvanomètre sur le fil n'éprouve pas alors de déviation permanente; mais, si l'on y place une soupape électrique, comme l'a fait M. Gaugain, ou deux tubes de Holtz parallèles dont les entonnoirs sont dirigés en sens contraires (M. Daniel), on peut séparer l'un de l'autre, par dérivation sur une partie de leur trajet, les deux systèmes de courants alternatifs.

JI n'est pns même nécessaire d'avoir recours aux bobines

(*) Comptes tendue de l'Académie des sciences, t. I. XXIII, p. 1215.

d'induction pour obtenir ces décharges alternantes. On met, par exemple, les deux pôles d'une machine de Holtz en communication séparément avec les deux armatures d'un condensateur, cl l'on maintient les boules de l'excitateur à une distance assez faible pour que, de temps en temps, les décharges s'y produisent spontanément. Le premier effet de la machine est de charger le condensateur, puis, lorsque la différence des potentiels est suffisante, le condensateur se décharge par une étincelle entre les boules de l'excitateur. Les fils de communication du condensateur à la machine sont donc parcourus alternativement par des courants d'électricité de sens contraires que l'on peut mettre facilement en évidence avec des tubes à entonnoirs.

579. L'expérience du matras de Nollet répétée avec ces décharges alternatives prend un grand éclat; il s'y produit de véritables étincelles alternantes entre les conducteurs et le flacon, mais

Fi-. 209.

on observe les mêmes effets quand ces conducteurs sont séparés tous deux du milieu gazeux par une paroi en verre.

Ainsi M. Gassiot applique deux feuilles d'étain sur les parois d'un tube renfermant un gaz raréfié, comme celui qui sert pour l'expérience de la chute des corps dans le vide (l). Quand on met ces lames d'étain en communication avec un appareil à décharges alternatives, l'intérieur du tube est rempli de lueurs qui se propagent en tous sens. L'éclat de la lumière dépend d'ailleurs de la quantité d'électricité qui correspond à chacune des décharges et l'emploi de la machine de Holtz est avantageux sous ce rapport, parce qu'il permel, en changeant la distance explosive, de modifier le phénomène à volonté. On construit de même des tubes de Geissler dans lesquels les électrodes aboutissent à des espaces complètement clos par des boules telles que B (fig. 209), qui sont

(») Phil. tram. '1859), part. I, p. 457,

188 TRAITE D'ELECTHICITE STATIQUE.

elles-mêmes enveloppées par un tube A rempli aussi d'un gaz raréfié. Dans le tube que représente la figure, il y a trois compartiments séparés par des parois de verre et clans lesquels on peut mettre des gaz différents, qui donnent lieu à des couleurs et à des stratifications très-variées. Seulement les deux électrodes ne présentent plus de caractères distinctifs, parce qu'elles sont alternativement positives et négatives.

580. Pluie de feu électrique. — Il n'est pas nécessaire que les gaz soient raréfiés, si la distance des armatures est assez faible. Ainsi M. Du Moncel place à quelques millimètres l'une de l'autre deux feuilles de verre revêtues extérieurement de deux lames métalliques qui les recouvrent incomplètement. En réunissant ces deux armatures avec un appareil à décharges alternatives, on aperçoit comme une belle pluie de feu d'un bleu violacé qui parait tomber normalement d'une feuille à l'autre; on distingue en outre, entre les armatures de métal et les lames de verre, une nappe lumineuse qui est due à des décharges directes.

M. Grove (l) a profité de cette expérience pour produire des impressions électriques qui présentent une certaine analogie avec les phénomènes observés par Karsten. Entre deux lames de verre parfaitement propres, disposées comme pour l'expérience de la pluie de feu, il plaça un morceau de papier ordinaire imprimé d'un côté. Ayant provoqué les décharges pendant quelques minutes, il enleva le papier, souffla sur la surface du verre qui était en contact avec les caractères imprimés, et les vit apparaître avec une grande netteté; les fibres du papier étaient même très-exactement reproduites par la buée.

Présumant que les vapeurs d'acide fluorhydrique se déposeraient aussi d'une manière inégale sur les différents points, il répéta l'expérience en exposant les lames de verre à l'action de ce gaz et obtint une image inaltérable des caractères imprimés et des rayures du papier, avec inoins de perfection il est vrai que par l'emploi du souffle. M. Grove reproduisit de môme des empreintes de figures découpées dans une feuille de papier, dont il fît ensuite des épreuves photographiques; il eut des effets tout à fait analogues avec des feuilles métalliques, et remarqua que le verre qui a

(«) Pliil. Mag. 4« série, t. XIII, p. 63.

acquis la propriété de faire apparaître une figure, sous l'influence de la buée, ne perd pas cetle propriété quand on l'essuie ou quand on le lave à l'eau et l'alcool. L'altération qu'ont subie les surfaces est donc entièrement comparable à celle que nous avons signalée à propos des figures de Moser et de Karsten.

M. de Bezold (2) a démontré, parles figures de Liclitenberg, l'alternance des effets électriques qui se produisent dans la pluie de feu. Si l'on n'emploie qu'une seule décharge de la bobine, et une décharge faible, la projection d'un mélange de poudres sur les faces intérieures des lames de verre donne des taches circulaires rouges entourées d'anneaux neutres sur la lame qui touche l'électrode positive, et des étoiles jaunes sur la lame opposée. Avec des décharges plus puissantes, et surtout à la suite de décharges alternantes nombreuses, on trouve sur chacune des surfaces les deux électricités distribuées d'une manière plus ou moins complexe.

581. Effluves électriques. — Le passage de l'électricité dans les gaz y produit des phénomènes chimiques nombreux, mais l'énergie et quelquefois la nature même des réactions dépend de la forme des décharges ; c'est ce qui a lieu en particulier pour la transformation de l'oxygène en ozone. Les aigrettes qui s'échappent comme un courant des peignes d'une machine électrique et s'étalent à la surface des plateaux mobiles, les lueurs que l'on obtient dans les gaz raréfiés, et surtout les apparences lumineuses des appareils à décharges alternatives, soit avec des gaz raréfiés comme dans les globes d'Hauksbéc (i) ou l'expérience du matras de Nollct (776), soit à la pression ordinaire entre des surfaces très-rapprochées comme dans l'expérience de la pluie de feu électrique (780) ; toutes ces formes de la décharge, qui paraissent caractérisées par une dissémination de l'étincelle et par une faible élévation de température, jouissent de propriétés remarquables ; on les désigne souvent par le nom d'effluves électriques qui leur a été donné par Hauksbée. Cette dénomination n'implique pas une hypothèse nouvelle sur la nature des phénomènes, mais elle peut être avantageuse dans le langage pour simplifier la description des expériences.

-j Pogg. Annalen, t. CXL, p. 145. — Annules de Chimie et de P/iysique, 4e série, t. XTÏII, p. 347.

582. Plusieurs physiciens ont imaginé des appareils qui permettent de produire ces effluves en grande abondance et de récolter les gaz qui ont été soumis à leur influence. M. Ruhmkorlï dispose dans une caisse en bois (fig. 210) une série de lames de verre parallèles et très-rapprochées. Ces laines sont revêtues d'une feuille d'étain à la surface supérieure et communiquent alternativement avec deux boutons extérieurs que l'on met en relation avec les pôles d'une bobine ou d'un appareil quelconque à décharges alternatives. La pluie de feu qui se manifeste entre toutes les lames agit sur le gaz ambiant, que l'on peut faire circuler dans la boite par des tubulures adaptées aux deux extrémités. Cet appareil produit de l'ozone en assez grande quantité, mais il n'est pas commode pour faire agir les effluves

Fis. 210.

électriques sur des gaz quelconques, et analyser exactement les produits de la réaction.

M. W. Siemens a indiqué en 4857 (*) une disposition trèssimple. Un tube de verre fermé par un bout est soudé dans l'intérieur d'un autre tube plus large muni de tubulures à ses extrémités, de manière qu'on y puisse faire passer un courant de gaz. Une lame d'étain collée sur la surface intérieure du tube central, et une autre feuille collée sur la surface extérieure du tube enveloppe, sont mises en communication avec les pôles d'une bobine. L'espace annulaire que parcourt le gaz entre les deux tubes est traversé d'une manière continue par des effluves électriques d'autant plus intenses et plus efficaces que le verre est plus mince et les surfaces plus rapprochées.

(') l>ogch Annal., i. Gif, p. 1 20, noie.

Tous les appareils que l'on a employés depuis cette époque peuvent être considérés comme des modifications plus ou moins avantageuses du tube de M. Siemens.

M. Houzeau (') s'est servi d'un simple tube de verre ouvert aux deux bouts, dans l'axe duquel il introduisait un fil de platine par une soudure latérale; un autre fil, servant de deuxième électrode, était appliqué sur l'extérieur du tube parallèlement au premier, ou enroulé en hélice sur toute la surface. Si les deux fils sont assez écartés à l'extérieur pour que la décharge n'éclate pas entre eux directement, ils s'entourent d'une auréole violacée qui jouit des propriétés de l'effluve.

Dans l'appareil de M. Babo (2), les électrodes sont formées par plusieurs tiges de cuivre soudées dans des tubes de verre et communiquant à l'extérieur par des fils de platine : deux faisceaux de tubes pareils mêlés entre eux sont enveloppés par un tube plus large, dans lequel on fait passer le courant de gaz, et dont les extrémité sont traversées par les fils de platine qui forment la partie extérieure des électrodes. Cette construction est beaucoup plus compliquée que celle de M. Siemens et ne parait pas donner de meilleurs résultats.

M. Arn. Thenard (5) a remarqué que tous les métaux, sans excepter le platine, s'altèrent rapidement quand ils sont le siège de décharges nombreuses môme sous forme d'effluves, et que ces altérations rendent bientôt les appareils inefficaces lorsque le gaz sur lequel on veut agir est en contact avec les électrodes métalliques ; il a donc repris le tube de M. Siemens, où l'effluve a lieu entre deux surfaces de verre, et remplacé les armatures d'étain par un liquide conducteur, afin d'obtenir une nappe lumineuse plus homogène.

L'appareil de M. Thénard (fîg. 211) se compose de trois tubes de verre concentriques convenablement soudés entre eux et déterminant ainsi trois cavités différentes. Le tube central est fermé par un bout et renferme un liquide conducteur servant de première électrode A; l'espace annulaire extérieur renferme aussi un liquide conducteur qui est la deuxième électrode B; la cavité

(') Annales de Chimie et de Physique, 4B sério, t. XXII, p. 1J."3.

v-) Annal. Uer Ghemie and Pharm., Suppl. II, {t. l2Gô.

(*) Gomples rêttius de l'Académie des sciences, t. LXXY, p. 118.

intermédiaire est traversée par les effluves et l'on y fait passer un courant de gaz à l'aide de tubulures G et D aux extrémités. Quand on emploie le mercure comme électrodes, on obtient d'abord de bons effets; mais, au bout de quelque temps, le verre se dépolit au contact du mercure, il s'y produit des aspérités qui transforment l'effluve en une multitude de petites étincelles, et les réactions qu'éprouve le gaz peuvent être complètement modifiées. En substituant au mercure des liquides acides, du chlorure d'antimoine ou simplement de l'eau aiguisée d'acide sulfurique, toutes ces poussières arrachées au verre se dissolvent dans le liquide ; la surface du tube, étant toujours mouillée, reste polie malgré

Fis. 211.

les altérations qu'elle subit lentement, de sorte que l'effluve conserve longtemps, sinon indéfiniment, son apparence et ses propriétés primitives.

MOUVEMENTS ELECTRIQUES.