SCratlBcttUoas de la lumière éleetHqne. — L'étudedels

décharge des appareils d'induction a fait découvrir encoi*e un phénomène curieux, observé d'abord par M. Ruhmkorff, puis étudié ù peu près à la même époque par M. Quet (*) et par M. Grovc (*).

,*) Annales de Chimie et de Phytique, .V série, t. IV, p. 445 (4842). (*] Pt*gg. Ami., t. (AXXVI. p. 1 ci 197. — Annales de Chimie et de PAfttfifc, 4- «tTie. t. XVU. p. 4^7.

(') Complet rendus de F Académie des sciences, t. XXXV, p. 949 (485S). /) Annales de Chimie et de Physique. 3* s^^rie. t. XXXVU. p. 376 (4853).

lU TRAITÉ D'ËLECTRlCiTË STATIQUE.

Ces strates se produisent dans fous les tubes à gaz raréûés, et occupent dans chaque cas des positions à peu près fixes, quoiqu'elles éprouvent une sorte de vibration lorsque L'appareil d'induction fonctionne d'une manière continue. La distance des strates et leur éclat dépendent de la nature et de la pression du gai, des dimensions des tubé^ et de l'énergie des décharges; elles sont naturellement plus marquées quand la Ijimiëre générale est ellemême plus vive, et que le diamètre du tube est plus étroit. La fig. 196 représente un de ces appareils formé d'une succession d'ampoules et de tubes cylindriques ; les si ratifications s'étendent depuis l'électrode positive jusqu'à une certaine distance de l'électrode négative.

Les mêmes stratifications s'obtiennent par les bouteilles de Leyde, comme l'a montré M. Van dcr Willigen ('), mais & con-

dition de ralentir la décharge en la faisant passer par une corde mouillée, ou d'employer des charges très-faibles (M. Quct). La machine de Hollz produit quelquefois des strates quand on choisit convenablement les dimensions d'une étincelle auxiliaire, mais on les obtieat aisément par l'introduction d'une grande résistance sur le circuit, suivant la mélliode de M. Van der Willigen. Enfin, si l'on élcctrise un tube à gaz raréfié comme on le ferait pour une bouteille de Leyde, en mcUanl un des fils en communication avec une machine et appliquant sur le tube une feuille d'étain non isolée ou le tenant à la main, un peut observer encore des stratifications très-marquées (MM. Quct et Séguin).

(■) ÀHMttt dt Chimit et dt Phgttqut.Z- airie, t. I, p. 138.

DfrHlRfiES MSBCPDYES.

523. L*ezplîcatîoo de ces stratifications ne parait pas encore établie d'une manière définitiTe. M. GroTe considère les étincelles d'une bolHne d^induction comme formées par une succession rapide de décharges partielles, ce qui a été confirmé par les observations récentes (456 et 457 k et il voit dans les stratifications an phénomène d'interférences entre ces décharges successives de sens contraires, analc^es aux interférences des ondes sonores ou lumineuses; il fait remarquer, à Tappui de cette explication, que Ton réussit souvent à supprimer les strates en opé» rant une rupture brusque du courant inducteur, ou en établissant une interruption sur Tun des fils de communication, interraption dont l'eflet serait de supprimer Tun des courants.

0 n'est pas facile de concevoir comment peuvent se produire des interièfences entre deux systèmes de déchaînes qui ne sont pas simultanées mais alternantes, et, si ces deux courants inter- TÎennent dans le phénomène, le mécanisme de la production des strates nedint présenter aucune analogie avec les interférences de la Inauèie et du son. D'ailleurs, en obsenant ces strates dans on ndrar tournant, M. Femet a constaté que le phénomène n'est pas alalkmnaire, comme il le parait. Dans beaucoup de cas aa mwttf chacune des électrodes parait alternativement être Torigine des strates, pendant que Tautre est entourée d*une laeur non stratifiée. Cette alternance du rôle des deux électrodes semble exclure toute idée d'interférence.

En outre, la production des strates, soit par une bouteille de Leyde faiblement chargée ou déchargée par l'intermédiaire d*une grande résistance, soit par les étincelles d'uue machine, ne parait pas compatible avec l'hypothèse d'une interférence entre deux courants opposés.

M. Gaugain ('), remarquant que les stratifications se manifestent surtout avec les gaz combustibles, comme les carbures d'hydrogène, et d'autant plus facilement que ces gaz sont en plus forte proportion, attribue le phénomène à la combustion de ces gaz avec les traces d'air qu'il est impossible d'éviter d une manière absolue. Dans ce cas, un tube à stratifications devrait finir par s'épuiser quand tout l'oxygène ou les gaz comburants au-

ih Compte rendus de V Académie dtê 9cience$, t. XL, p. IOjG.

iS6 TRAITÉ D'ËLEGTRICITË STATIQUE.

raient disparu, ce qui ne devrait pas tarder long;teinps ; Texpèrience ne parait pas confirmer cette conséquence.

M. Reitlinger (^) admet, d'une manière plus générale, que les strates sont dues ii des actions chimiques, combinaisons et décompositions simultanément. 11 remarque, par exemple, qu'on n'obtient pas de strates dans les gaz simples, comme l'azote, et qu'il suffit d'introduire dans ce gaz des traces d'hydrogène pour que les stratifications apparaissent. De même, dans un tube i renflements préparé avec de la vapeur d'eau, la lumière des parties étroites montrait les raies de l'hydrogène et le spectre des parties larges était celui de l'oxygène. Dans le vide barométrique ne renfermant que des vapeurs de mercure, il obtint seulement une lumière blanche homogène non stratifiée, tandis que l'introduction de traces d'air faisait apparaître des couches alternatives plus ou moins brillantes. Ge genre d'expériences présente les plus grandes difficultés. On a déjà beaucoup de peine i préparer un gaz sensiblement pur à la pression atmosphérique, c'est-à-dire de façon que les gaz étrangers ne forment qu'une très-faible fraction du mélange. Mais, quand il s'agit d'obtenir dans un tube de verre, à l'aide d'une machine pneumatique, un gaz à la pression de quelques millimètres, toutes les causes d'erreur, condensation de l'eau ou des vapeurs étrangères à la surface des parois du verre, vapeurs que laissent échapper les huiles d'une machine à piston, vapeurs de mercure d'une pompe barométrique, et autres circonstances plus ou moins connues, finissent par acquérir une telle importance, quelque soin que Ton prenne, qu'on ne peut jamais répondre de la pureté ni même quelquefois de la nature du gaz qui reste dans les appareils à étincelles. On conçoit alors combien il est difficile de mettre à Tépreuve de Texpérience une explication basée sur la pureté absolue des gaz qui se trouvent en présence.

MM. Quet et Seguin ('), précisant une idée énoncée d'abord par M. Riess, expliquent les stratifications en admettant que la masse de gaz se subdivise, sous l'influence des deux électrodes, en zones successives électrisées en sens contraires, analogues à celles qu'on observe avec les corps mauvais conducteurs (100), et

(*) knna\c% de Chimie et de Physique, 3* série, t. LXVIT, p. 114. (*) Ànnalet de Chimie el de Phyiigue, .V «t^rie, t. LXV. p. 317.

DECHARGES MSRUPTIYES. i37

dont les tubes ètincelants donnent une image agrandie. Ces zones successives excercent entre elles des attractions et des répulsions, d'où résulte la formation de couches condensées plus lomineuses et de couches dilatées obscures. On imite d'ailleurs ce phénomène en faisant passer Tétincelle d'induction dans l'air après avoir secoué de la poussière de charbon autour des fils servant à la décharge ; l'étincelle prend alors une longueur deux ou trois fois plus grande que d'ordinaii*e, et elle présente de véritables stratifications transversales avec l'aspect d'un chapelet à grains lumineux. Une flamme fuligineuse placée entre les deux électrodes produit aussi le même effet. Enfin, en appliquant aux extrémités d'une plaque de veire, couverte d'une couche assez mince de poudre de charbon de corne tamisée, les deux fils entre lesquels éclate la décharge, on voit les grains de poussière se mettre en mouvement et se ranger finalement en une série trèsrègulière de bandes transversales, séparées par des intervalles de 1 à 2 millimètres, qui rappellent complètement les apparences de la lumière stratifiée.

524. De la Rive (^) a étudié de nouveau ce phénomène des stratifications dans les gaz et observé quelques circonstances intéressantes. Contrairement à l'opinion émise par M. Reitlinger, il a obtenu des stratifications dans des gaz simples préparés avec toutes les précautions qui en pouvaient le mieux assurer la pureté. Ainsi, dans l'hydrogène, elles se manifestaient à la pression de 17 millimètres et aux pressions inférieures; dans Tazote, au contraire, l'expérience étant faite avec un tube d'un mètre de longueur, les stratifications n'ont commencé qu'à la pression de 2 millimètres. De la Rive attribue les stratifications à un effet mécanique. « Ce phénomène consisterait, dit-il , dans des contractions et dilatations alternatives du milieu gazeux, produites par la série des décharges toujours plus ou moins discordantes dont le jet électrique est formé. »

On conçoit, en effet, que les décharges électriques, même en les considérant isolément et quel que soit le mode de production, sont toujours un phénomène discontinu, comme l'ont montré directement les expériences de H. Feddersen. D'ailleurs, les oscilla) ÀmmmUê de Ckinûê H de Pk^tique, 4* série, t. VIH, p. iS7.

1^8 TRATTË DtLEGTRICITÉ STiTIQDE.

lations produites dans un tube à stratifications peuvent être asseï sensibles pour se transmettre à une colonne de mercure en communication avec le gaz. De la Rive a constaté ainsi, en faisant passer les décharges de la bobine dans un tube de 16 centimètres de long et 5 de diamètre, des oscillations qui pouvaient atteindre une amplitude d'un demi-millimètre.

Les stratifications seraient donc, d'après de la Rive, un phénomène analogue aux ondes sonores, c'est-à-dire un phénomène mécanique provenant d'une succession d'impulsions isochrones exercées sur la colonne gazeuse raréfiée, ce qui présente quelques analogies avec la théorie de M. Grove. Comme nouvelle preuve à l'appui de cette explication, de la Rive cite encore le trouble qu'éprouvent les stratifications quand on introduit une nouvelle quantité de gaz dans le tube en l'y faisant entrer au voisinage de l'une ou l'autre des électrodes; mais des perturbations de cette nature sont faciles à prévoir et doivent être compatibles avec une théorie quelconque. La question, en déGnitive, ne parait pas encore résolue.

525. De la Rive a observé aussi d'autres phénomènes que présentent les différentes parties du jet électrique stratifié, ce sont des variations de résistance et de température.

Pour déterminer les changements de résistance, il introduit dans le tube à gaz deux disques de platine de 7°^ de diamètre placés normalement au tube et à 5 centimètres l'un de l'autre. Ces deux disques sont reliés ensemble par un corps mauvais conducteur et communiquent séparément avec deux fils qui vont à un galvanomètre. L'ensemble des deux disques constitue une sorte de sonde électrique; il forme, en effet, avec le fil du galvanomètre, un circuit dérivé dans lequel passe une fraction de la décharge d'autant plus grande que l'intervalle compris enti^ les deux disques offre plus de résistance.

La sonde étant placée dans le voisinage de Tune des électrodes, on peut, en manœuvrant le commutateur de la bobine, faire en sorte qu'elles soient plongées alternativement dans l'espace obscur qui sépare les deux nappes lumineuses,^ ou dans l'auréole stratifiée qui émane de l'électrode positive. Voici le résumé de quelques expériences :

DÉCHARGES DISRUPTIVES.