SCratineatioBs d« In lumière éleetri%ae. — L'étudedela

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

(*) Annales de Chimie et de Physique, 3« série, t. IV, p. 145 (1842). (>) Pogg. Ann,, t. CXXXVI, p. 1 et 197. — Annales de Chimie et de Pkyêiqm, A* série, t. XVII, p. 487.

P) Comptes rendus de F Académie des sciences, t. XXXV, p. 949 (1852). [«) Annales de Chimie et de Phytigue, 3* série, t. XXXVII, p. S76 (1853).

DÎCUilRGES DISRUPTIYES. 1$;

Lorsqu'avanl de faire le vide dans un œuf éleclrique on y introduit des vapeurs d'alcool, d'essence de térébenthine ou d'un carbure d'hydrogène quelconque, de sulfure de carbone, de bichlonire d'élain, etc., et qu'on y fait passer les décharges d'une

bobine, on voit la nappe lumineuse divisée par des bandes obscures nombreuses, normales en chaque point à la direction du jet de lumière dont elles figurent les orthogonales (Hg. 195) ; l'auréole négative et l'espace obscur ne paraissent pas modifiés.

Iricité maintenue en réserve sur le condensateur, de sorte que la décharge correspond à une quantité d'électricité beaucoup plus grande. Nous reviendrons plus tard avec quelques détails sur le rùle du condensateur appliqué aux bobines d'induction. Cette nouvelle méthode a donné des spectres caractérisés par les mêmes raies, de sorte que Masson était autorisé, comme M. Wheatstone et à la suite d'expériences plus complètes, à terminer son mémoire par la conclusion suivante :

« La constitution des spectres électriques est pour une même substance, employée comme polos, indépendante de la source ùleclriquc et du milieu dans lequel jaillit l'étincelle (*). »

iM. Grove (') et M. Poggendorff (*) eurent aussi, à la même époque, l'idée d'appliquer le condensateur à la bobine d'induelion afin d'en tirer des étincelles très-éclatantes.

Pour obtenir par ce moyen une grande quantité de lumièi^, il faut augmenter autant que possible le débit d'électricité, afin de pouvoir accroître beaucoup la capacité des condensateurs. On emploie, par exemple, une puissante bobine d'inductioiL capable de donner des étincelles de 50 à 40 centimètres, puis, comme courant inducteur , une pile composée d'un nombre d'éléments double de celui que peut supporter l'appareil quand on veut tirer de longues élincellcs, ce qui n'offre ici aucun inconvénient, et l'on fait communiquer les pôles du fil induit avec les armatures d'une batterie assez grande pour que la dislance explosive soit réduite à quelques millimètres. Dans ces conditions, on oblient une succession rapide de décharges éclatantes; la lumière est assez vive pour que le speclre puisse être projeté sur un tableau et rendu visible à un nombreux auditoire.

5^1 . Caractères spectroscoplques des diffférentes formes de la

déeharge. — Si l'on vcut sc bomer à étudier les spectres des métaux par l'étincelle électrique et faire la table des raies avec un spectroscope, il n'est pas nécessaire d'avoir un aussi grand éclat et l'on peut sc servir d'une bobine de dimensions moyennes. C'est là le procédé généralement employé depuis les mémorables tra-

^*} Annales de Chimie el de Physique^ 5* série, t. XLV, p. 410.

^*) PhU. Mag., 4" série, t. IX, p. 1. — Annales de Cshimie et de Physique^ 5* série, t. XLHI, p. 379.

(5) Poyq, Annal., t. XCIV, p. 325. — Annales de Chimie el de Physique, 3« série, I. XLIV, p. 582.

DÉCHARGES DISRDPTiVES. 455

523. L'explication de ces stratifications ne paraît pas encore établie d'une manière définitive. M. Grove considère les étincelles d'une bobine d'induction comme formées par une succession rapide de décharges partielles, ce qui a été confirmé par les observations récentes (456 et 457), et il voit dans les stratifications un phénomène d'interférences entre ces décharges successives de sens contraires, analogues aux interférences des ondes sonores ou lumineuses; il fait remarquer, à l'appui de cette explication, que Ton réussit souvent à supprimer les strates en opérant une rupture brusque du courant inducteur, ou en établissant une interruption sur l'un des fils de communication, interruption dont l'effet serait de supprimer l'un des courants.

D n'est pas facile de concevoir comment peuvent se produire des interférences entre deux systèmes de décharges qui ne sont pas simultanées mais alternantes, et, si ces deux courants inter- Tiennent dans le phénomène, le mécanisme de la production des strates ne doit présenter aucune analogie avec les interférences de la lumière et du son. D'ailleurs, en observant ces strates dans un miroir tournant, M. Femet a constaté que le phénomène n*est pas stationnaire, comme il le parait. Dans beaucoup de cas au moins, chacune des électrodes parait alternativement être Torigine des strates, pendant que l'autre est entourée d'une lueur 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'une machine, ne parait pas compatible avec Thypothèse d'une interférence entre deux courants opposés.

M. Gaugain (^), remarquant que les stratifications se manifestent surtout avec les gaz combustibles, comme les carbures dliydrogène, 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 dune manière absolue. Dans ce cas, un tube à stratifications devrait finir par s'épuiser quand tout l'oxygène ou les gaz comburants au-

(') CêmpU nmduê âê V Académie tUê êcienee», t. XL, p. 103G.

i36 TRAITE D*£LEGTRiaTÉ STATIQUE.

raient disparu, ce qui ne devrait pas tarder longtemps ; Texpérience ne parait pas confirmer cette conséquence.

M. Reitlinger (^) admet, d'une manière plus générale, que les strates sont dues à des actions chimiques, combinaisons et décompositions simultanément. Il remarque, par exemple, qu'on n'obtient pas de strates dans les gaz simples, comme razole« et qu'il suffit d'introduire dans ce gaz des traces d'hydrogène pour que les stratifications apparaissent. De même, dans un tube à renflements préparé avec de la vapeur d'eau, la lumière des par* ties 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 Tintroduction de traces d'air faisait apparaiti^ des couches alterna* tives plus ou moins brillantes. Ce 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 l'on 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 aloi*s combien il est difficile de mettre à l'épreuve de l'expérience 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

(') Annale* de Chimie ei de Phtjiiyue, 3" série, t. LXVFÏ, p. 114. (*) Annale* de Chimie ei de Phynque, 3* série, t. LXV, p. 317.

DÉCHARGES DISRUPTIVES. 157

partie confirmée par rexpérience, on admet que les premières radiations émises par un corps que Ton échauffe peu à peu sont d*abord simplement calorifiques, peu réfrangibles et caractérisées par de grandes longueurs d'onde. A mesure que la température s'élève, en môme temps que l'intensité des premières radiations augmente, il s'en manifeste de nouvelles dont la longueur d'onde diminue de plus en plus, et dont la réfraction augmente d'une manière régulière. Ces nouvelles /adialions deviennent bientôt lumineuses et finissent ensuite par envahir le spectre chimique. Toutes choses égales d'ailleurs, la richesse d'une source de lumière en radiations chimiques, ou à courtes longueurs d'onde, est d'autant plus grande que la température est plus élevée. Il semblerait résulter de là que la température des vapeurs rendues incandescentes par les décharges électriques doit être notablement supérieure à celle du soleil, puisque ces vapeurs possèdent un spectre chimique plus étendu; car les conditions sont tout à fait comparables à cause des vapeurs métalliques qui existent en grande al)ondanco à la surface du soleil. Cette proposition n'a rien en soi de contradictoire ni même d'improbalile; on ipnore, en effet, quelle peut être la température des étincelles et 1 on admet volontiers que la température du soleil n'est pas hors de proportion avec celles que l'on peut réaliser dans les expériences de laboratoire. Néanmoins, l'absence de rayons très- réfrangibles dans la lumière qui nous vient du soleil ne suffit pas pour résoudre celte question, car il est possible que ces rayons, s'ils existent, soient en très-grande partie absorbés par l'atmosphère terrestre et ne puissent parvenir jusqu'à nous, du moins sans avoir été transformés.

544. Toutefois la multiplication des radiations émises par une source de lumière ne se fait pas exactement dans l'ordre indiqué par M. Draper, au moins quand il s'agit de vapeurs incandescentes, comme les gaz qui brûlent sans donner de produits solides, ou les corps voliJlilisés par réleclricilé. Quand on volatilise un sel de soude dans un chalumeau à oxygène ('), on constate d'abord dans le spectre, à mesure que la lenipéialure s'élève, 5 ou 6 groupes de raies de couleurs différentes, tout à fait ana-

(*) Ccmpieê rendus de l Académie des sciences, t. LXIX, p. 337.

158 TRAITÉ DÉLECTRICITÉ STATIQUE.

logues à la double raie D qui caractérise seule la présence du sodium dans les flammes à température peu élevée; puis la lumière générale augmente de plus en plus et le spectre s'illumine dans toute son étendue. On obiient exactement les mêmes effets avec une étincelle électrique entre deux métaux, quand on augmente la puissance de la décharge : les raies observées à une température inférieure deviennent plus éclatantes, mais d'une manière trèsrinégale, et il en apparaît successivement de nouvelles qui se distribuent très- irrégulièrement dans toute l'étendue du spectre, de sorte que l'espace a une tendance manifeste à se couvrir entièrement Je lumière et à prendre l'aspect du spectre continu que donnent les corps solides incandescents. Ainsi M. Frankland (*) a conslaté que la flamme de l'hydrogène, dont la lumière est si faible dans les conditions ordinaires, acquiert une intensité considérable quand ce gaz brûle dans l'oxygène à la pression de 10 atmosphères, et fournit alors un spectre parfaitement continu du rouge au violet. De même, la décharge de la bobine d'induction acquiert un accroissement d'éclat très-marqué quand on la fait passer au travers d'un gaz tel que l'air, l'hydrogène ou l'oxygène à une pression de 2 ou 5 atmosphères. M. Cailletet (•) a constaté aussi que, si l'on produit une étincelle dans un gaz dont on augmente graduellement la pression jusque vers 40 ou 50 atmosphères, les raies prennent bientôt un éclat inattendu, puis s'élargissent, s'estompent, et finissent par se dissoudre dans le champ du spectre, devenu brillant, vivement coloré et continu.

Ajoutons encore, pour terminer, que dans les tubes à gaz trèsraréGés le phénomène présente une nouvelle complication. Le spectre d'un même gaz, comme l'ont montré en particulier les expériences de MM. Plucker et*Hittorff ('), peut présenter des apparences très-différentes suivant la partie de l'étincelle que l'on observe, la manière d'exciter la décharge, la pression du gaz et même la forme du tube ; mais ce genre de recherches présente, comme nous l'avons déjà dit, de très-grandes difficultés.

(*) Annales de Chimie et de Physique, 4* série, t. XVI, p. i05. (*) Comptes rendus de l'Académie des sciences, t. I.XXIV, p. 1*282. (*) Proceedings of the royal sociely, vol. XUI, p. 155. — Annales de Chimie et de Physique, A* série, l. \\\, p. Ô05.

DÉCHARGES DISRUPTIVES.

HATinil »D «AI

PRESSION

DÉYUTION DU GALYANUMËTRE

SOXDE A L*£LECTR0DE

soxDB A l'Électrode