Traees permanentes des é«ineelles. — LcS étincelles qui

cheminent à la surface des corps mauvais conducteurs peuvent y laisser, même après que toute électricité a disparu, des traces permanentes dues, soit à une altération de la surface elle-roème, soit à une simple modification des poussières ou de la buée qui y sont adhérentes.

M. Riess (^) fit passer la décharge d'une batterie entre deux pointes séparées par un carreau de verre bien sec ; l'étincelle longea la surface du vcnv sur laquelle elle parcourut d'une pointe à Tautre une distance de 51 lignes (plus de 7 centimètres). Dans ce cas, les traces des étincelles produisaient le cri d'un corps rugueux (|uand on y frottait une tige et montraient à la loupe Tapparence du verre dépoli. Le verre était primitivement assez isolant pour ne pas décharger un électroscope d'une manière sensible, mais on ramenait rapidement l'électroscope à l'état neulre en le touchant avec le milieu de la lame de verre que Ton tenait à la main par un point où avait passé une étincelle. Le verre était donc devenu beaucoup plus conducteur, ce qui peut s'expliquer simplement parles matières entraînées pendant la décharge. Si l'on projette l'haleine sur la surface du verre, la buée se dépose d'une manière différente sur les traces des étincelles et l'on obtient alors une figure très-délicate montrant des ramifications très-étendues d'abord absolument invisibles. L'altération de la surface est permanente, au moins en partie, car un lavage à l'acide azotique ne fait pas disparaître la conductibilité

Ci iU ibungsdekh-intâf , Bd. II, \\. 1\i.

(^) Annales de Chimie et de Phusitfue, 2*" série, t. LXIX, p li7.

EÏPÉRIENCKS D'ÉLECTRICITÉ ET PROPRIÉTÉS DE L'ÉTINCELIi:. 177

du verre el n'empêche pas d'une manière complète la réapparition des figures par la buée.

Avec des lames de mica, les traces des étincelles furent des bandes parallèles entre elles, qui paraissaient d'un gris clair par transmission et comme un ruban coloré par réflexion. On y distinguait à la loupe une ligne centiale sombre bordée de franges colorées, indiquant une altération progressivement moins profonde à mesure qu'on s'éloignait du milieu de l'étincelle. Le mica i*cstait d'ailleurs isolant.

568. Fiffwres roriqne*. — Les imagcs quc l'on obtient par le souffle sur une surface qui a reçu des décharges sont connus sous le nom de figures roriques. Il est facile de démontrer que ces figures ne tiennent pas à la présence de Télectricité, car elles peuvent apparaître longtemps après la décharge et, si on place la surface électrisée au-dessus d'une lampe de manière à la ramener à l'état neutre, les figures continuent encore de se manifester. On peut d^ailleurs les obtenir sur des substances trèsdiflerentes, même conductrices, mais leurs formes et leurs dimensions dépendent de la nature de la surface. Sur le verre on a des lignes blanches très-étendues ; sur la résine, des sillons noirs divergents sur un fond trouble. Avec les métaux, au contraire, toutes ces ramifications disparaissent et l'on n'a plus que des cercles continus. En général, les surfaces bien propres conviennent mieux parce qu'elles n'ont pas déjà d'altérations irrégulièi-es; cependant les images ne sont pas bonnes avec du mica fraîchement clivé et deviennent plus belles si le mica a été longtemps exposé à l'air. Cette circonstance montre encore l'in- Ducnce des substances étrangères recueillies ou absorbées par la surface.

569. On peut obtenir par ce moyen des reproductions de gra- Tures ou de médailles tout à fait analogues aux images de Moser. On sait, depuis les expériences de Moser, que si deux corps sont en contact ou très-rapprochés, ils impriment leur image l'un sur Tautre; ces images ne sont pas toujours immédiatement visibles, mais on les fait apparaître soit avec la buée de l'haleine, soit avec des vapeurs de mercure. On peut reproduire ce phénomène d'une multitude de manières différentes et avec des corps de toute nature : une pièce de monnaie posée sur une plaaue mé-

178 TRAITÉ D'ÉLEGTRICITË STATIQUE.

tallique, un dessin sur une lame de verre, deux gravures roue en face de l'autre sans se toucher, etc.

Moser avait cru découvrir ainsi une action particulière de la lumière et même des rayons calorifiques, puisque Texpérience réussit aussi bien dans Tobscurité; mais M. Fizeau a démontré qu'aucune espèce de radiation ne peut être invoquée dans Texplication de ces phénomènes. La plupart des coi*ps sur lesquels nous opérons ont leur surface revêtue d'une légèi*c couche de matière organique analogue aux corps gras et volatils, ou au moins susceptibles d'être entraînés par la vapeur d'eau. Ces matières étrangères sont distribuées d*unc manière iiTègulière suivant les accidents de la surface, dont l'état influe beaucoup sur la condensation des gaz ou de la vapeur. Quand la surface d'un corps est inégale, comme celle d'une médaille, ou formée de parties de natures différentes, comme une gravure sur papier, et quon la place dans le voisinage ou au contact d'une autre surface polie et pure, il arrivera qu'une partie de la matière volatile se dégageant sera condensée par la surface polie en plus grande quantité aux points qui sont placés en regard des relieCs de la médaille, et en quantités ditTércntes suivant que les points correspondants de la gravure seront ou non couverts d'encre d'imprimerie. La surface polie aura donc reçu l'empreinte delà médaille ou de la gravure; cette image pourra être visible directement ou par le moyen d'une couche de buée. A Tappui de cette explication, M. Fizeau a constaté que l'interposition d*une lame mince de mica entre les corps formant image et la surface polie rend toujours Faction nulle ; que Féchauflement du premier corps accélère la reproduction de l'image; que, si Fou chei*chc à obtenir successivement d'un corps un grand nombre d'images, son pouvoir s'affaiblit peu à peu ; qu'une lame de platine purifiée par l'incandescenco et par des lavages à Facide sulfurique ou Feau distillée ne produit plus d'images; et enfin que, loi*squ'un corps a perdu cette propriété, on la lui restitue instantanément en promenant les doigts à sa surface.

r)7(l. Peu de temps après la découverte de Moser, Karsten(') réussit à obtenir des images analogues par l'emploi de Félectri-

*■ f*otji/. Annai.. i. LVIII, p. Il:, el l. LX, |.. I.

EXPÉRIENCES DÉI^CTRiaTÉ ET PROPRIÉTÉS DE L'ÉTlNCELIi:. 179

cité. Il plaça une pièce de monnaie sur une lame de verre reposant elle-même sur une plaque de métal non isolée, puis il fit passer un grand nombre d'étincelles entre la pièce de monnaie et la plaque de métal inférieure le long de la surface du verre. Après avoir enlevé la pièce de monnaie, il suffisait de souiller sur la lame de verre pour y voir apparaître rcmpreinlc de la pièce avec ses plus petits détails. En employant des lames de verre minces, on peut en superposer un grand nombre* les unes sur les autres et Ton obtient sur chacune des ligures de la médaille, plus faibles, il est vrai, que dans le cas du contact direct, et qui deviennent de plus en plus confuses. Ces figures ne sont pas dues à des traces d'électricité adhérentes, car la lame de verre longtemps exposée à l'air conserve encore la propriété de les faire apparaître et Ton peut en produire do semblables sur les lames de métal. Dans ce cas seulement, il est nécessaire de sé- |«irer la médaille et la plaque par une petite couche d'air ou mèiiie par une mince feuille de mica, afin d'obtenir encore un écoulement d'électricité discontinu.

En comparant entre eux les différents [>hcnomèncs que nous venons d'indiquer, on voit que l'explication des figures roriques obtenues par Karsten ne présente pas de difficultés. Lorsque deux corps métalliques placés en regard l'un de l'aulre, comme les armatures d'un condensateur, sont alternativement électrisés et ramenés au même potentiel un grand nombre de fois, il se produit entre eux des décharges partielles, des oscillations du milieu gazeux interposé, un transport de particules enlevées aux deux surfaces d'une manière inégale en différents points suivant les aspérités qu'ils présentent; si le milieu interposé est un corps solide, comme une ou plusieurs lames de verre, il participe luimême à ces alternatives par une sorte de polarisation électrique. Il résulte de là que les deux conducteurs et toutes les lames isolantes intermédiaires éprouvent des modifications superficielles correspondantes, et ces modifications, souvent invisibles par tout autre procédé, se révèlent par la manière dont s'y déposent les gouttelettes qui constituent la buée ou celles que donne la Miiuiensatiun des vapeurs de mercure.

î -rt TRAnrÉ D ÉLMlITRftTTÎ 5

EFFET* LOn^ECl DC LA D&CB.iBGC.

oTI. •i^iiii fil i^t^Bii, — La faoîliiê avec laquelle seprodiiî:^rit Itirs rtiri0rjll.;i â la -îurfii^e de? «.'orps i<oLmt< donne lieu â on grand nombre d'eiptirîenoes intéressantes. Lorsqu'on dérh;ir3re une bouteille de Le\de fortement èlectrisée. on voit souvent des éi^lain qui parti-nt du contour do Tarmature extérieure et rif: répandent «ïur b surface du verre : les bouteilles de la machine de Iloltz. en particulier, s'illuminent ainsi toutes les foi:^ que l'on produit de longues étincelles entre les branches de l'excitateur. On donne quelquefois le nom de fiyures tnagiquesi ces phénomènes dans lesquels les contours des lames conductrices sont dessinés par une nappe de feu. Pour les obtenir avec une irrande netteté, on applique sur une lame de verre une feuille d*étain découpée de manière à représenter un objet quelconque^i comme le profil d'une ficaire, et Ton met cette feuille en communication avec le pôle positif d'une bobine d'induction, pendant que l'autre pôle communique avec une deuxième feuille d etain qui recouvre complètement la l'ace opposée du verre. A chacune des dèchiir^'es de la bobine, la figure est entourée d'une auréole de lumière qui rayonne duns tous les sens: l'auréole est moins étendue avec le p<)le négatif.

On [if.'Ut remplacer la feuille d'étain par un liquide conducteur à l'aide duquel on trace des dessins sur le verre; les figui'esque Ton a tracées s'entourent alors d'étincelles en forme de branchages ra ili es dans tous les sens.

La même expérience réussit avec une machine électrique or" dinaire; seulement il faut alors ménager une interruption sur la communication qui va à la machine, sans quoi rélectricité s'écoulerait d'une manière continue et ne donnerait autour du drssiii qu'une bordure lumineuse peu éclatante. L'auréole est d'autant plus belle que rétincelle auxiliaire est plus longue, c/rsl-â-dire que les décharges sont moins fréquentes et correspondent à une (|uantilé d'électricité plus grande.

', M. iMi .'loiic'l. }i()lit:r sm l'uppoicil de lUihmhor/f, o" Mliow, \i. ià4.

572. M. Rosetti (*) a donné à celle expérience une forme Irèsélégaute. La lame de verre esl encore couverte incomplètement sur Tune des faces d'une feuille d'élain circulaire qui communique avec Tun des pôles de la bobine ; l'autre pôle communique avec une tige terminée par une petite boule ou une pointe, disposée normalement à la lame de verre et amenée à une petite distance de la face non garnie. A chacune des décharges, la surface nue du verre se couvre d'étincelles ramifiées de formes et de couleurs différentes, suivant que le pôle correspondant est positif ou négatif. Ces étincelles s'allongent beaucoup si Ton rend le verre un peu plus conducteur en y projetant avec l'haleine une petite couche de buée, et le phénomène est trés-brillant quand on se sert d'une bobine puissante. Si Ton a soin de renverser les pôles de temps en temps par le jeu du commutateur, on voit à chaque inversion les étincelles courir en se dispersant de tous côtés sur le verre; le premier effet des nouvelles décharges est évidemment d'aller neutraliser aux différents points de la lame isolante les traces d'électricité contraire que les décharges précédentes y avaient laissées. Les mômes expériences peuvent être répétées encore avec une machine de lloltz, au nioven d'une étincelle intermédiaire.

Si Ton examine avec attention les longues étincelles obtenues de cette manière, on voit habituellement que les traits lumineux sont formés de deux ou plusieurs lignes brillantes séparées par des bandes plus sombres, comme si l'étincelle avait la forme de tubes creux de matière incandescente, résultat que nous avons déjà signalé à propos des anneaux de Prieslley (545).

575. C'est par un procédé tout à fait analogue que M. Berlin avait obtenu déjà des images de l'étincelle tracées par la décharge elle-même. M. Berlin place entre deux pointes métalliques une lame de verre couverte sur une de ses laces d'une couche de coUodion sec sensibilisé, et dune feuille conductrice sur l'autre face, puis il fait passer entre les pointes une série de décharges comme dans l'expérience du perce-verre. Les étincelles se répandent sur la surface en rayonnant et impressionnent la couche sensible ; on révèle l'image par les procédés ordinaires et on se

\*, // Xunvo Cimenio, t. VII-VllI, p. 55. — Journal de Physique, t. II, p. 401,

'. .:: ïtii-:.»''.mêne el •■ — [t- f.Tinesnoi

^Ii:.i! > ^{»JIVS pir|

lit- :■ rssL-denI k

.— "îL** '•! njoins coB-

' min»- r ii'Mitre d'aï-

r ' — Li ï:miditê. Cei

- : - a- :«r vL-A eapro- - ...:- • - -e'!.-. uîont par

:•* IV phé- ; ^: une sêtit .> ot on I»

•rv' suivant r.uniqnanl > : la inaiD '. : r\»voqiie .e> divers .r- Jislance

:> :îVl> Irùs-

l:*:io> parai"

. , rj.iqiie sur

. iv î'uiiiv un

: r une Sfi'ie

: - :. - • 1- .- ■ .:: :.>!rit»U'.xs l ut à l'ail ■ -- : r\ • . < :: Li. l.:iî-- tir* \erre ou sur

• '• • ''•■ ' • ' ■.: :. i-.u « •uiihOiiMM't on V

:^f ..' '■ ':• ;.: lifr. .îi- ï.'i. î.ii: jîiv ,: .:.t l.^ ^n.in> iv>lenl altiirlit'< .i;»f' 'I' i'/..:hofi : 'fît I -Li; ju\ «it.'U\ i'\tir'niitô> do la laine deux (»' hi'- fi.iri*J» '1 .î.iifi i-i iiii t. lit [n<^er rallie elles des décharges ' </Imi|ii< <,#•• ïlif li;ii;.f> siiut IiuiihV'* di' Irails lumiueux dis-

EXPÉRIENCES DtLECTRIClTÉ ET PROPRIÉTÉS DE L'ÉTINCELLE 185 posés en zigzags d'une maiiiùrc irivguUère avec des rainilications noinlti'otiscs, et ressemblenl à des êlincclles simples considérablement agrandies. VanMariim produisait ainsi des étincelles de 0 pieds de longueur (l^.Jîô) le long d'une planche bronzée.

Dans la bouteille de I^yde étincelantc (fig. 207), l'arinature exlèrieure est formée par des l'ragnicnts de clinquant collés au moyen d'un vernis. L'armature inlérieui-e est munie d'une bande d'éluin qui se termine à une petite dislance de la couche métallisée, i.e fond de la bouteille est relié avec le sol, et le crochet avec une machine' électrique. l'endant qtie l'appareil s'électrise, on voit une multitude d'étincelles :i loutes les solutions de continuité, et il se produit au moment de la décharge ries éclairs qui. partant de la bande d'étain, se ramifient irrégulièrement sur loute la surface.

Les éclairs d'une longueur prodigieuse que l'on observe dans les lemjis d'orage ne sont dus probablement qu'à une disposition semblable des nuages intermédiaires, et, dans le cas mémo des élincelles oniinaîres , il esl probable que les molecules des gaz ou les corps étrangers

qu'ils tiennent en suspension inlervienneni aussi dons le phénomène d'une manièi'c analogue.

;)75. Luevr» élcMrlqnei* dMiit les ((as raréll^*. — NoUS ajouterons encore quelques exemples à ce qui a été dit déjà des dc> charges lumineuses dans les gaz rari'fiés. Ilauksbéc avait constaté que le simple frottement du mercure dans un tube vide d'air suffit pour y produire des éclats de lumière; l'astronome Picard en 167f!, faisant transporter un baromètre, aperçut une lumière analogue dans la chambre barométrique chaque fois que le mercure était en mouvement. On construit aujourd'hui, pour

t84 IRAITÊ D'ËLECTn[CIT£ STATIQUE,

répéter celte expérience, des tubes de verre ne rcnfcrmanl que des traces de gaz 1 rës-faibles et dans lesquels on laisse une petite quantîlti de mercure. 11 suffit de laire écouler le mercure d'une extrémité à l'autre enretournantle tube, pour le voirs'illuminer dans toute son étendue, surtout si des obstacles comme des renflements et des coniructions du tube forcent le liquide à se subdiviser en gouttelettes. Les tubes dits marteaux d*cau donnent aussi des lueurs quand on les agite dans l'obscurité.

576. L'abbé NoUct {'), voulant faire passer l'électricité dans un vase vide d'air, construisit une sorte de bouteille de Leyde avec un'flacon dont le col était muni d'un robinet qui permettait d'y faire le vide, et dont la surface extérieure était couverte sur une petite étendue par une feuille d'étain. Quand on éleclrisc cet appareil à la manière ordinaire, le flacon s'emplit de lumière en foi me d'aigrettes ramifiées, jiar suite de l'électricité qui s'échappe de la garniture du col et vient s'appliquer sur la surface intérieure du verre. L'abbé Nollcl remarqua que ce llacon provoquait ensuite une secousse comme une bouteille de Leyde, et que l'intérieur s'illuminait encore au moment de la décharge. Si, dans cette expérience.

In garniture du goulot est munie d'une tige terminée en pointe et dirigée vers l'intérieur, on voit '*"* ' cette pointe laisser échapper des

aigi-etles, ou s'illuminer d'un point brillant, suivant qu'on la charge dclectricité positive ou d'électricité négative.

Le gaz raràrié que renferme le flacon se comporte donc comme un conducteur qui roiniilacemit l'armature intérieure; on peut de mi'^mc substituer un gaz à l'armature extérieure. Pour cela,

(') Htekerelit* lur l'^ltdiicUi'. i>. iiâ.

EXPÉRIENCES D'ÉLECTRICITÉ ET PROIMUKTÉS DE LtïINCEIJ.E. 185

un flacon (fig. 208) rempli de feuilles de clinquant est mastiqué dans la tubulure d'une cloche placée sur la plaline de la machine pneumatique. Quand on provoque des étincelles entre le crochet de l'armature intérieure el le conducteur d'une machine, après avoir raréfié le gaz de la cloche, on la voit se remplir de jets de lumière qui partent des conducteurs voisins, tels que le tube d'aspiration, et se répandent sur la surface du flacon. Des lueurs analogues apparaissent au moment de la décharge.

Cet appareil est connu sous le nom de malras de Nollet et peut donner lieu à l'une des plus belles expériences d'éleclricité, si Ton fait succéder rapidement les alternatives de charge et de décharge, comme nous le verrons plus loin.

Citons encore une dernière expérience ('). Une bouteille de Leyde étant électrisée, on enlève le crochet et le bouchon à l'aide d'un bâton de verre, et on la place sous une cloche renversée sur la platine de la machine pneumatique. Après quelques coups de piston, l'électricité s'échappe de l'intérieur sous forme de jets de lumière qui se replient à la sortie du goulot et se jettent sur l'armature extérieure en longeant la surface du verre.