TEMPÉRATURE DU THE

aMOMÈTRE ÉLECTRIQUE

CALCULâs.

OMBHTBB.

Quand il s'agit de comparer les charges électriques nécessaires pour produire l'incandescence de divers métaux, l'expérience est bien plus difficile, parce que la couleur du métal, sa facilité plus ou moins grande à s'oxyder, rendent l'observation incertaine. Cependant Riess est parvenu, par la même méthode que ci-dessus, à déterminer pour des fils de même diamètre, mais de nature différente, la force delà décharge nécessaire pour

198 TRANSMISSION DI l'ÉLSCTRICITÉ.

les rendre incandescents. Voici les |résuliats qu'il a obtenus avec les métaux du commerce, et par conséquent dont la pureté chimique ne peut être garantie :

Fer 0.816

Argentane 0.950

Platine i. 00

Palladium 1. 07

Uiton 2. 30

Argent 4. 98

Cuivre 5. 95

On voit bien que pour produire la même incandescence dans chaque fil, la force de la décharge doit être d'autant plus grande, que la résistance au passage de Félectricité est moindre; résultat semblable à celui que nous avions obtenu pour le réchauffement, et qui avait été constaté depuis longtemps, comme nous Favons remarqué, par un grand nombre de physiciens, tant pour rincandescence produite par les décharges, que pour celle que détermine le courant électrique. Mais indépendamment de cette cause, la chaleur spécifique du métal et sa densité doivent exercer une influence qu*on pourrait apprécier exactement, si Ton pouvait être 'certain que rincandescence commence, pour les différents métaux, à la même température. Dans ce cas, en effet, on devrait obtenir le même quotient en divisant le produit formé de la force de la décharge nécessaire à chaque métal pour devenir incandescent multiplié par sa résistance électrique, par le produit de sa chaleur spécifique et de sa densité ; et c'est ce qui n'a pas lieu. Cela tient à ce que d'autres circonstances exercent une influence sur l'incandescence, telle, en particulier, que la facilité plus ou moins grande avec laquelle les métaux absorbent l'oxygène de l'air. On ne peut donc attacher une grande importance théorique aux résultats consignés dans le tableau ci-dessus.

Il nous reste à étudier les phénomènes de déchirement, de fusion et de pulvérisation, qui suivent une incandescence provoquée par une charge trop forte pour que le fil puisse demeurer intact ou ne subir que de simples inflexions; ce sont des effets en partie calorifiques, en partie mécaniques, qu'il est important

de bien analyser pour se faire uoe idée exacte de cet ordre do phénomènes.

Quand on augmente graduellement la quantité d'électricité nécessaire pour produire la simple incandescence du til, on ob* tient d*abord une incandescence très-vive, puis le fil devient irès-blanCy et enfin il se rompt en deux ou plusieurs fragments; Taspect de ces fragments montre que c'est plutôt une déchirure qn*une fusion qui s'opère. La différence entre l'intensité de la décharge qui produit simplement l'incandescence et celle de la décharge qui produit la déchirure varie avec la nature des mé^ taux; elle est grande avec le platine et le palladium ^ plus petite avec le cuivre, l'argent et le fer^ et très-faible pour le laiton. Elle est beaucoup moindre pour un métal qui a déjà subi la décharge que pour celui qui la subit pour la première fois. Pour examiner l'état des fragments, il faut placer le fil dans un tube de verre; on voit quelquefois les fragments se souder les uns aux autres, mais ils ne présentent aucune trace de fusion à leurs extrémités, qui sont appointies comme si le fil avait été rompu par une force qui l'aurait tiré dans le sens de sa longueur. Pour éviter ces fusions superficielles, il faut employer une décharge plus forte. Ainsi, dans une cloche de verre, haute de iO centimètres et large de 15» une batterie de 5 bouteilles rendait un fil de platine de 43 millimètres de longueur et de 0,058 de rayoù, incandescent avec une quantité d'électricité égale à 12, et le brisait en plusieurs fragments avec une quantité égale à 17, tandis qu'un fil de cuivre , dans les mêmes conditions^ exigeait 23 d'électricité pour devenir incandescent, et 27 pour être déchiré. Les métaux qui entrent facilement en fusion, tels que des fils d'étain et de cadmium, sont déchirés sans passer par l'incandescence.

Si l'on d^asse la force de la décharge qui déchire le fil, on parvient à le fondre, tout en le brisant en même temps en un grand nombre de fragments. Ainsi un fil de platine semblable i celui qui avait été déchiré par la quantité d'électricité égale à 17 fut brisé et fondu en partie avec une quantité égale à 20. Des fils d'argent et d'étain éprouvaient le même effet. Mais pour avoir une fusion complète, il faut des décharges plus fortes. Le

200 TR1NSM18S10.^ DS l' ÉLECTRICITÉ.

fil de métal est réduit alors à de petites boules parfaitement roDdes; c*est ce qu'on observe facilement avec des fils de platine et d'argent; pour un fil de cuivre, long de 36 millimètres et de 0,056 de rayon, une batterie de six bouteilles le met en incandescence avec une quantité d'électricité égale à 25, et le divise, avec une quantité égale seulement à 30, en un nombre infini de petites boules à peine perceptibles. La différence entre les deux quantités d'électricité est bien petite; cela tient probable* ment à ce qu'avec les métaux facilement oxydables, la température est augmentée par la présence de l'oxygène de l'air; il s'ajoute ainsi un réchauffement chimique au réchauffement électrique. Cet effet est surtout sensible avec le fer, qui fond souvent sous l'influence de décharges qui n'eussent dû produire qu'un réchaulfement modéré. L'incandescence dans ce cas ne cesse pas immédiatement après que la décharge a eu lieu, comme cela arrive ordinairement, mais le fil parvient i l'incandescence blanche et se fond en gouttes qui rejaillissent en étincelant.

La fusion est donc un phénomène assez complexe; aussi estil impossible d'établir pour chaque espèce de métal la force de la décharge nécessaire pour le fondre, d'autant mieux que, ainsi que Yan Marum l'a observé, toute l'électricité de la batterie n'est pas employée à opérer la fusion, et qu'il reste un résidu dans la batterie même qui est quelquefois assez considérable. Cet effet, que Riess a étudié avec soin , tient à ce que l'électricité produit la désorganisation du fil en un instant trop court pour avoir le temps de passer en entier. Il est assez curieux qae le résidu, lors de la réduction d'un fil en firagments, soit 0,23 de la totalité d'électricité qui était dans la batterie, tandis qu'elle n'est que 0,15, c'est-à-dire moins considérable lors de la simple décharge explosive à travers l'air.

Nous avons vu que le premier effet de la décharge sur un fil est la formation d'un petit nuage de vapeurs qui provient des particules détachées de la surface. Avec une décharge suffisamment forte, on peut réduire toute la masse même du fil en une semblable vapeur. Un fil de platine soumis à la décharge de 5 bouteilles devint incandescent avec 7=13, fondit en pe-

tits globules airec î=17, et il disparut avec une lumière éclaiaote en laissant le tube dans lequel il était renfermé revèlu d'une couche grise qu'on pouvait facilement enlever. Dans Tair libre, la vapeur recueillie sur une lame de cuivre présentait des taches grises et noirâtres qui semblaient formées de fragments métalliques de formes et de grandeurs diverses, et qui ne présentaient pas de traces de fusion. La pulvérisation est dcmc très-distincte de la fusion, et ce qui le prouve, c'est que l'étain, qui a besoin pour être fondu d'une charge moindre que le cadmium, en exige une plus forte pour être pulvérisé. En général, à l'air libre, le métal pulvérisé est oxydé en même temps; on peut en recueillir des traces très-visibles en plaçant sur une feuille de papier blanc le fil qu'on pulvérise, et si on veut obtenir les traces du métal lui-même et non de son oxyde, on n'a qu'à le pulvériser dans une cloche où il y ait de l'azote ou de l'air très-raréfié. Il faut avoir soin, dans ces expériences, de bien tendre les fils en les plaçant entre deux feuilles de papier.

En résumé, si l'on suit la série des effets que produisent des décharges d'une intensité croissante, on trouve que le fil com« mence par se réchauffer, qu'il éprouve un ébranlement, puis des inflexions, qu'il devient incandescent, qu'il est arraché des ptbces auxquelles il était fixé, qu'il est rompu en fragments, fondu et enfin pulvérisé. Les effets calorifiques et mécaniques se trouvent ainsi entremêlés de manière non -seulement à se succéder alternativement, mais aussi à se trouver simultanés dans bien des cas. Ainsi l'incandescence d'un fil n'a jamais lieu sans qu'il n'y ait en même temps des inflexions, et il est rare qu'on obtienne une fusion sans qu'il n'y ait en même temps une rupture du fil en fragments. La pulvérisation est également toujours accompagnée d'une grande élévation de température, ainsi que le prouve l'oxydation des poussières métalliques. Cette association des deux genres d'effets conduit à présumer qu'ils sont liés par une dépendance mutuelle. Et, en effet, il est facile de s'assurer que l'incandescence et la fusion ne sont pas un ample effet du dégagement de chaleur par la décharge suivant les lois établies par l'expérience; car cette chaleur, dont on peut calculer l'intensité en connaissant la force de la dé-

202 TRAK81I18SI0N DB L'ÉLEGTEIClTi.

charge) serait loin de suffire pour produire rincandasceoce et la fusion. Il y a donc dans la production de ces deux phénomènes un effet direct de Télectricité, indépendamment de Faction indirecte qu'elle exerce en produisant la chaleur. Riess estime que ce double mode d*action tient à ce que la transmission de la décharge s'opère d'une manière toute différente pour produire le réchauffement du fil, de celle dont elle a lieu pour occasionner les effets mécaniques au nombre desquels il faut placer l'incandescence et la fusion. Nous reviendrons plus loin sur le mécanisme même de la décharge^ quand nous en aurons étudié les effets calorifiques et lumineux dans son trajet à travers les conducteurs imparfaits.

Ce mécanisme parait^ en certains points^ différer de celui du courant voltalque qui ne posséderait que le mode de translùission propre au développement de la chaleur ; car, avec le courant) les phénomènes d'incandescence et de fusion ne pa* raissent être qu'une simple conséquence d'une augmentation de réchauffement) et on n'observe ptts d'effets mécaniques tels que la rupture et la pulvérisation. Toutefois on peut remarquer dans les fils qui ont éprouvé Tincandescence une altéra* tion à leur surface du même genre que celle que nous avcms appelée inflexion. Cette altération est même plus profonde^ Chr les fils qui ont été rendus incandescents par le passage d'un fort courant voltalque deviennent plus cassants et paraissent éprouver une modification dans leur structure moléculaire. C'est ce que j'ai souvent observé avec des fils de platine, preuve que cet effet n'est point dû à ulie oxydation.

Il existe en outre, dans les effets calorifiques et lumineux produits par les piles à haute tension à travers les conducteurs imparfaits, des phénomènes particuliers qui dénotent également un genre d'action mécanique exercé par les courants, analogue, jusqu'à un certain point, à celui des décharges. Enfin il j aurait à faire, pour les effets d'incandescence des fils métalliques par le courant, une étude analogue à celle qu'a faite Riess pour les décharges, et peut-être trouverait-on des résultats plus vi^ ries et des lois plus détaillées que celles que nous avons eipodées dans le paragraphe 2, où nous avons traité ce sujet.

i •• Btfete eftloriflqnes et lomliiéax des décharfr^ '^ ir^Yer* des eMidneteors Imparfaits*

Après avoir étudié lés effets lumiaeui, et principalement calorifiques de réleclricité dynamique, quand elle est trans* mise à travers de bons conducteurs, il nous reste à nous occuper de ces mêmes effets quand le conducteur est imparfait. Ce conducteur imparfait peut être solide, liquide ou gazeux, mais c'est plus particulièrement dans les deux derniers cas, et surtout dans le troisième, que se manifeste le phénomène à la fois calorifique et lumineux qui accompagne soit la décharge électrique, soit ie passage d*un courant. Nous distinguerons dans Vétude du phénomène le cas où il est produit par la décharge, c'est celui qui va nous occuper, et le cas où il est produit par le courant, auquel nous consacrerons le paragraphe suivant.

On nomme en général étincelle électrique l'apparence lumineuse qui accompagne la décharge électrique à travers un conducteur imparfait. Cette apparence se présente sous des formes très-variées, suivant l'état physique et la nature, soit du milieu où elle se manifeste, soit des bons conducteurs, ordinairement métalliques, entre lesquels s'opère la décharge. Dans Tair ordinaire, et avec des conducteurs en forme déboules et en laiton, l'étincelle a la forme d'un trait d'une couleur blanche avec une l^ère lueur rougeàtre à ses deux extrémités. Si la décharge est forte, l'étincelle est longue, et forme des lignes brisées et légèrement courbes. On peut avec de bonnes machines électriques, et sans le secours de bouteilles de Leyde, avoir des étincelles de 30 à 35 centimètres de longueur, très-blanches et trèsbrillantes, dans lesquelles la forme de zigzag est très-prononcée. Cette forme tient évidemment à une condensation de l'air qui, d'opérant dans le sens de la direction de la décharge, l'oblige de se dévier latéralement, mais sans modifier en rien son point de départ et son point d'arrivée.

On peut augmenter l'effet lumineux de l'étincelle au moyen des tubes étincelants, qui sont des tubes de verre sur lesquels on ooUe en spirale de petits losanges en étain, dont les pointes

sont très-rapprochées les unes des autres. A leurs extrémités ou fixe des boules de métal qui communiquent avec les lo« sanges les plus rapprochés; on tient à la main une des boules^ et en tirant de Tautre des étincelles d'une machine électrique, on voit ces étincelles jaillir en même temps entre toutes les pointes; mais la lumière n*est plus aussi vive» et elle prend une teinte rougeàtre qu'elle doit en partie à la forme, en partie à la nature des petits losanges.

Avant de rechercher les propriétés de l'étincelle, et en particulier ses propriétés lumineuses , nous devons analyser les circonstances qui influent sur sa forme et en général sur son apparence. Ces circonstances sont avant tout l'intensité de la décharge qui lui donne naissance, puis la forme des conducteurs entre lesquels elle s'échappe et la nature du milieu qu'elle traverse. La nature des conducteurs entre lesquels elle part peut modifier sa couleur, mais non sa forme.

Dans l'air atmosphérique, sous la pression ordinaire, l'étincelle électrique prend souvent la forme d'une aigrette. Cette forme se présente quand l'électricité d'une machine s'écoule par une partie anguleuse de son conducteur (fig. 205), ou qu'elle sort d'un conducteur entouré d'un morceau de drap ou d'un morceau de soie couvert d'une poussière métallique. A son point de sortie, l'étincelle ne présente qu'un trait, mais elle se ramifie bien vite en une foule de petits filets étincelants. Avec une bonne machine électrique, il suffit de fixer sur son conducteur une longue tige métaU lique de 5 à 10 millimètres de diamètre, terminée par une petite boule de 1 à 2 centimètres de diamètre, pour voir jaiUir de la boule une belle aigrette (fig. 206), quand Fig. 206. on met la machine en activité. Si l'on fait

usage d'une boule plus petite, en ayant toujours la même machine électrique, l'aigrette est plus faible , et le son qui Taccompagne, quoique moins prononcé, est plus continu. Avec des

Fig. 205.

boules plus petites ou des conducteurs terminés en pointes fines» les aigrettes diminuent encore^ et le son devient à peine perceptible. Quand le son cesse, la lumière change d'apparence et devient continue comme unelueur, au lieu de paraître comme une succession de petits points d'une lumière très-vive.

L'aigrette semble donc , suivant Faraday qui en a fait une étude toute particulière » être le résultat d'une succession de petites décharges entre le conducteur et les particules successives de l'air polarisé par induction. C'est ce qui expliquerait la production du son. ^eatstone a montré en effet, au moyen de son miroir tournant \ que l'aigrette , quoiqu'elle paraisse continue, consiste en décharges successives et intermittentes. Faraday envisage avec raison ce phénomène comme le résultat de la décharge qui a lieu, à travers l'air, entre l'extrémité du conducteur électrisé et un corps voisin, au besoin les parois de la chambre, électrisé par influence. L'air interposé est polarisé comme doit l'être tout corps diélectrique , et comme les filets d'air convergent vers le point du conducteur d'où part l'aigrette, c'est dans le voisinage de ce point que leur polarité est la plus forte. Aussi, lorsque cette polarité devient assez forte pour que la décharge ait lieu , les filets d'air ne sont lumineux que dans leur partie la plus rapprochée du point de départ de Taigrette, où ils sont le plus concentrés. Plus loin il y a bien une succession de décharges , mais les filets étant plus divergents, l'intensité est plus faible; il y a seulement décharges obscures sans lumière. L'influence inductrice des corps voi-

* Nous avons tu que Wheatstone est parvenu, au moyen de la réflexion produite par un miroir qui tourne autour d'un axe avec une trèa-grande rapidité, à saisir les plus légères différences de temps entre des apparitions lumineuses qui paraissent simultanées (voyez p. 1 25). G^est par le même moyen qu'il s'est assuré de l'instantanéité de la lumière de l'étincelle, dont l'image n'est point changée par le mouvement du miroir, tandis que celle de l'aigrette s'allonge dans le sent do mouvement, ce qui prouve que les décharges qui la constituent durent un certain temps appréciable par le mouvement du miroir. En même temps, les étincelles successives dont se compose le faisceau qui est lui-même placé sur le prolongement de Taxe du miroir tournant, étant réfléchies chacune par une partie différente du mirohr, se présentent comme arrangées à des distances régulières dans un cercle, preuve de leur discontinuité.

206 TEAN8III8610N Dl L*£l«CTRIGITÉ.

siDs est tellement nécessaire i la production du phénomène; que, lorsque la machine électrique est faible , il suffit^ pour provoquer Taigrette, d^approcher la main ou un corps conducteur

Fig. 207.

Fig. 208. Fig. 209.

pour la déterminer et lui donner une forme et une direction qui varient avec la position de ce conducteur (fig. 207, 208 et 209] , de manière à démontrer qu'elle est bien le résultat de la décharge qui s'opère entre les deux conducteurs.

Dans les expériences qui précèdent ^ réloctricité du conduc* teur d'où parlait l'aigrette était constamment positive; si le conducteur, terminé en pointe, est chargé d'électricité négative, alors on y voit paraître un simple point lumineux, ou plutôt comme une petite étoile lumineuse. Mais cependant on peut obtenir une aigrette avecTélectricilé négative en se servant, au lieu d'une pointe, d'une tige conductrice terminée par une forme arrondie. Seulement Fig. 240. l'aigrette est beaucoup plus courte (fig 210), et la succession des décharges qui la composent est beaqcoup plus rapide (sept à huit fois) que dans le cas de l'électricité positive, ainsi que l'indique le son qui raccompagne.

CHÂLSim IT LUIIIÈRI ÉLKCTBIQUfiS. 207

Une autre différence asses remarquable peut être obsertée quand ôû approche de Vaigrelte ûégatiye l'extrémité arrondie à un fil métallique qu'on tient à la main; cette extrémité devient poeitite par induction^ et montre déjà, à 20 centimètres de distance, une lueur brillante sans que rien ne soit encore changé à Taigrette négative; mais à une distance moindre, le son de l'aigrette négative devient plus aigu, ce qui indique une succeseiôn plus rapide des petites décharges qui la composent ; à une distance encore plus petite y une aigrette positive se montre J^^ à l'extrémité du conducteur in- ,. ) '^^ /^^

duit, mais en même temps la . — J ^^#r

négative se contracte, et on |

les voit simultanément Tune et "i

l'autre avec une apparence très- U

differente(flg. 211 ). On peut, en Fig. 214 .

employant pour conducteur induit un fil un peu fin, obtenir à une certaine distance deux aigrettes, l'une positive. Vautre négative, parfaitement semblables et donnant des sons à l'unisson.

En résumé le conducteur négatif se conduit comme un positif dont l'électricité a moins de tension, ce qui est d'accord avec l'observation que nous avons déjà faite dans le premier chapitre de cette quatrième partie', que l'électricité négative se décharge dans l'air à une tension plus basse que celle qui est nécessaire pour l'électricité positive. Faraday avait constaté ce fait déjà signalé par Belli et quelques autres physiciens, en opérant « ainsi que nous l'avons dit^, des décharges entre des boules de différentes dimensions et en étudiant la formation des aigrettes aux boules inductrices et induites, soit positives, soit négatives. Nous verrons plus loin que ce phénomène tient à une différence plus générale qui existe entre les propriétés de l'électricité positive et celles de la négative quand elles sortent Tune et Vautre, pour se neutraliser, d'un conducteur où elles sont accumulées. Mais nous avons à étudier auparavant l'effet de la na-

« Tome n, page 106.

< Tomii U, page 107.

ture du milieu ambiant sur la forme et Tapparence de Fétincelle. Quand on produit Tétincelle dans un espace où Tair est raréfié , on la \oit se dii^iser, s'affaiblir et prendre une teinte rougeâtre. Dans un tube long de 2 à 3 mètres, et dans lequel on a fait le vide, ou du moins raréfié Tair autant que possible, Tétincelle produit une magnifique lueur rouge violacée qui le remplit tout entier et qui semble circuler intérieurement en forme d*hélice, ce qui tient probablement à Finfluence conductrice de la couche d*humidité adhérente au verre. On transmet l'étincelle au travers du tube au moyen de deux viroles métalliques, placées à ses extrémités, et terminées extérieurement, Tune par une boule qui communique avec la machine d'où l'on tire l'étincelle, et l'autre avec un robinet qui permet de faire le vide dans le tube et qu'on fait communiquer avec le sol. On peut également observer les effets lumineux de l'électricité au moyen de l'œuf électrique, qui est un vase de verre de forme ovoïde, à l'une des extrémités duquel est adapté un tube à robinet, et à l'autre une tige à bouton, passant dans une boite à cuir (fig. 212). On raréfie l'air plus ou moins en vissant le tube sur la platine d'une pompe pneumatique; à mesure que l'air est raréfié, on peut éloigner davantage le bouton de la tige mobile de celui de la tige fixe ajustée au robinet, et l'étincelle en devenant plus longue perd de sa vivacité, prend une couleur rouge violacé et se divise en une multitude de jets elliptiques. C'est une véritable aigrette , dans le genre de celle de la figure 207, très-

loogae et composée de ramifications très-larges et distantes les unes des autres , quelquefois d*un ou plusieurs centimètres.

Cependant lorsque la décharge est très-forte, telle que celle qui résulte d'une batterie puissante, on obtient dans le vide uoe lumière aussi vive et aussi brillante que dans Tair. Si la lomière est en général faible et diffuse dans le vide, cela tient à ce que la décharge peut avoir lieu sous une tension beaucoup moins grande que dans Tair, ce qui pennet à la machine électrique, avec laquelle on met en communication l'un des boutons de Vœuf électrique, de donner son électricité à mesure qu'elle se développe ; il n'en est plus de même si on accumule cette électricité au moyen d'une batterie, de manière à la transmettre toute à la fois.

Enfin on peut obtenir Tétincelle dans le vide barométrique au moyen d'un tube oourbé en forme de syphon et formant un double baromètre (fig. 213); on fait passer l'étinoelle élec- ^ns âta.

trique d'une cuvette à l'autre en l'obligeant ainsi à traverser les deux colonnes de mereure et l'espace vide qui les sépare. L'étincelle remplit cet espace d'une lumière diffuse violacée, il suffit d'une tension électrique très-faible pour que le phénomène ait lieu.

Davy a fait une étude spéciale de la lumière électrique dans le vide ou plutôt dans des espaces remplis de vapeurs de différentes espèces. 11 opérait au moyen d'un tube recourbé ayant a. 14

210 TRANSMISSION DE l'ÉLECTRIGITÉ.

une branche fermée et plus longue que Tautre (fig. 214). Uo fil de platine était soudé à l'extrémité de la branche fermée, de manière qu'une partie fût en dehors et l'autre en dedans.

La branche fermée était remplie de mercure bien purifié et purgé d'air et de vapeurs aqueuses; puis on faisait le vide dans la branche ouverte qui était munie d'un robinet à son extrémité.

On se procurait ainsi au haut de la branche fermée un espace vide d' une plus ou moins grande ^*^'

étendue. L'étincelle d'une machine , et encore mieux celle d'une bouteille de Leyde, traversait cet espace et y déterminait un effet lumineux; mais cet effet était beaucoup augmenté en chauffant le mercure graduellement jusqu'à l'ébullition; la lumière avait alors une couleur verte dont l'éclat était des plus brillants. A mesure que la température s'abaissait, la couleur perdait de sa vivacité, et à 29** F. ( — 1** |) la lumière était si faible qu'on ne pouvait l'apercevoir que dans l'obscurité la plus profonde. Une petite quantité d'air introduite dans le vide mercuriel faisait changer la couleur de vert en vert de mer, puis en bleu et en pourpre. En remplaçant le mercure par l'alliage fusible de bismuth et d'étain , on obtenait une lumière jaune et très-pâle; avec de l'huile d'olive pure et du chlorure d'antimoine liquide, dont la température d'ébullition n'est pas très-loin de celle du mercure , Davy obtint une lumière plutôt plus brillante que celle qui provenait de l'électricité dégagée dans le vide mercuriel ; elle était d'un rouge tirant sur le pourpre avec l'huile, et d'un blanc pur avec le chlorure d'antimoine. Ajoutons que lorsque la température est très-basse, il faut une décharge assez forte pour qu'elle puisse être transmise à travers le vide barométrique. Ces expériences de Davy montrent le rôle important que jouent dans la production de la lumière électrique les corps entre lesquels passent

CUALEUB ET LUMiiRE ÉLECTaïQUES. 211

les décharges et les particules qui très-probablemeut en sont dtv tachées par cette décharge elle-même.

L'étincelle change aussi d'apparence si , au lieu de la transmettre à travers Tair ou un espace vide, on la fait passer dans différents milieux gazeux. Dans Tazote, les étincelles sont plus brillantes que dans Tair et surtout sont accompagnées d'un son très-remarquable; dans Toxygène, elles sont plus blanches que dans Tazote ou dans Tair, mais non aussi brillantes. Dans Thydrogène, leur couleur est cramoisie ; dans le gaz hydrochlorique sec rétincelle est toujours blanche ; et ces différences tiennent sans doute à la facilité plus ou moins grande avec laquelle les divers gaz permettent le passage de la décharge, ainsi que nous Tavons vu dans le chapitre précédent ^ Faraday, à qui nous devons ces diverses observations, a aussi remarqué qu'on peut également obtenir l'étincelle dans divers liquides, tels que l'essence de térébenthine , l'huile d'olive , la résine et le verre fondus, l'eau elle-même, etc.

L'aigrette varie aussi d'apparence comme l'étincelle avec les différents milieux dans lesquels on la produit. Nous avons vu par l'expérience de l'œuf électrique que dans l'air raréfié, elle est extrêmement brillante et se compose débranches très-allongées ; il en est de même dans tous les gaz; dès qu'on les raréfie, l'étincelle se convertit graduellement en une aigrette qui devient de plus en plus considérable et ramifiée d'une manière distincte, jusqu'à ce qu'à un certain degré de raréfaction, les aigrettes qui proviennent des conducteurs positif et négatif se réunissent de manière à former entre elles un jet lumineux continu. Le phénomène varie avec la grandeur du vase, le degré de raréfaction et la force de l'étincelle que donne la machine. Si nous examinons maintenant l'apparence des aigrettes dans les divers gaz , nous trouvons que dans l'oxygène elles sont très-comprimées et en général bien plus faibles que dans Tair. C'est l'inverse dans l'azote; ce gaz est celui dans lequel elles sont le plus lumineuses, et dans l'azote raréfié en particulier elles sont magnifiques. Dans l'hydrogène, elles sont bien moins

1 Tome 11, page 99.

212 TRANSMISSION DE l'ÉLECTRICITÉ.

brillantes que dans Tazote, mais plus que dans l'oxygène; leur couleur est d'un vert gris. Dans l'oxyde de carbone et le gaz acide carbonique, elles sont difficiles à produire, elles sont courtes et leur lumière est faible. Dans le gaz acide hydrochlorique, l'aigrette est encore plus difficile à obtenir à des pressions ordinaires. En augmentant graduellement la distance des deux extrémités arrondies des conducteurs entre lesquels se fait la décharge dans ce gaz, les étincelles cessent, et à une distance de deux centimètres entre ces extrémités la décharge a lieu sans lumière et sans bruit; il est probable qu'il s'opère dans ce cas une décharge électrolytique , c'pst-à-dire une décomposition électrochimique du gaz; c'est ce que nous verrons dans le chapitre suivant.

L'aigrette s'observe non-seulement dans l'air et dans les gaz, mais également dans des milieux plus denses. Faraday a réussi à la produire dans de l'essence de térébenthine en y plongeant le bout d'un fil de métal placé dans un tube de verre, le liquide étant lui-même dans un vase de métal. L'aigrette était trèspetite et difficile à obtenir, ses ramifications étaient peu nombreuses et divergeaient beaucoup les unes des autres, et il fallait une chambre bien obscure pour l'observer, tant ses ramifications étaient faibles. Une chose assez remarquable, c'est que, tandis que le milieu où elle se propage peut singulièrement modifier l'aigrette, la nature du corps d'où elle sort ne semble exercer sur elle d'autre influence que celle qui résulte du degré plus ou moins grand avec lequel ce corps facilite, suivant sa conductibilité, la décharge de la machine. Il en est de même pour l'aigrette négative; mais celle-ci, comme la positive, éprouve de la part du miUeu où elle se produit des effets prononcés. Ainsi la raréfaction de l'air facilite son développement encore plus qu'elle ne facilite celui de la positive. La supériorité de l'aigrette positive sur la négative qui est déjà bien considérable dans l'air est encore plus grande dans l'azote. Dans l'hydrogène, au contraire, l'aigrette positive perd une partie de sa supériorité, tandis que la négative n'est que peu ou point affectée. Enfin, dans l'oxygène, l'acide carbonique et Tacide hydrochlorique, toute difierence disparaît entre les deux

aigrettes, de sorte qu*il est très-dif&cile de les distinguer Tune de l'autre.

Il existe encore, outre l'étincelle et l'aigrette, une forme particulière sous laquelle se manifeste la lumière produite par la décharge , et que nous désignerons sous le nom de lueur. Elle se montre quand on diminue la surface de la boule et de la tige qui communique avec la machine; les aigrettes disparaissent alors et sont remplacées par une lueur phosphorescente continue , qui couvre tout le bout du fil. Cette forme lumineuse semble provenir de la rapidité avec laquelle la charge se renouvelle, car en augmentant la force de la machine et la raréfaction de l'air, on favorise sa production.

La lueur s'obtient beaucoup plus difficilement avec Télectricité négative qu'avec la positive; il faut, pour la produire, raréfier l'air, et en ajustant les deux boules à une distance convenable on peut obtenir sur la négative une lueur qui la recouvre entièrement aussi bien quand elle est inductrice qu'induite. On voit les deux boules et une partie même as8ez.longue des deux tiges qui les portent recouvertes de cette lumière électrique. -

La lueur se présente dans tous les gaz également; Faraday croit l'avoir obtenue dans l'essence de térébenthine, mais trèsfaible et peu visible ; elle est accompagnée dans l'air d'un souffle venant en général de la partie lumineuse, mais quelquefois aussi dirigé vers elle. Aussi est-elle probablement due à une charge ou décharge très-rapide de l'air qui entoure le conducteur, et qui lui reste adhérent même dans le vide le plus parfait. Cet air, en vertu de l'électricité qu'il acquiert et qu'Û perd, prend un mouvement régulier et donne lieu à une lueur continue, sans qu'il y ait aucune apparence d'agitation. En preuve de cette explication. Faraday cite une expérience dans laquelle il a réussi à convertir une aigrette en simple lueur en facilitant la formation d'un courant d'air à l'extrémité du conducteur où se produisait l'aigrette. De même, en gênant le courant d'air, on peut changer une simple lueur en aigrette. Il est facile de suivre le passage de la lueur à l'aigrette et de l'aigrette à Tétincelle. Tout ce qui tend à faciliter la charge de l'air par le con-

il 4 TRANSMISSION DE l' ÉLECTRICITÉ.

ducleur électrisé et à conservera ce conducteur sa même tension, malgré la décharge, contribue à produire la lueur; tandis que les circonstances qui empêchent l'air ou les autres gaz de se charger d'électricité et qui favorisent l'accumulation de l'électricité sur le conducteur, déterminent des décharges intermittentes sous formes d'aigrettes et d'étincelles. Aussi la condensation de l'air, le voisinage de la main ou d'une surface conductrice agissant par influence, le rapprochement graduel d'une boule destinée à recevoir la décharge, provoquent la cessation de la lueur et son changement en aigrette ou en étincelle. En résumé, la continuité de la décharge produit la lueur, la discontinuité produit l'aigrette et l'étincelle quand elle devient plus prononcée.

Il arrive souvent que, dans son trajet à travers un milieu transparent, la décharge électrique n'est pas partout lumineuse ; c'est ce que Faraday a nommé décliarge obscure. Ainsi, si Ton écarte Tune de l'autre deux tiges métalliques entre les extrémités desquelles passe la décharge dans de l'air raréfié, on voit une lueur continue sur le bout de la tige négative, tandis que l'extrémité positive reste tout à fait obscure. A mesure que la distance augmente, une traînée de lumière pourpre ou blanche parait à l'extrémité de la tige positive, et s'avance directement sur la tige négative; elle s'allonge, mais cependant sans joindre jamais la lueur négative, de sorte qu'il y a toujours entre elles un petit espace obscur (fîg. 215.). Cet espace, large

de 1 à 2 millimètres environ, demeure invariable dans son étendue et dans sa position par rapport à la pointe négative ; la lueur négative ne change pas non plus, tandis qu*on voit la lumière pourpre de la pointe positive s'allonger ou se raccourcir à mesure qu'on fait varier la distance des deux pointes. Un effet du même genre se présente dans tous les gaz; seulement O faut éloigner plus ou moins l'une de l'autre, suivant la nature des gaz, les extrémités des deux tiges, pour avoir la décharge

obscure. En général, la position de l'espace obscur est constante, et on peut s'assurer, en examinant avec soin le phénomène, que cet espace existe entre la lueur positive et la lueur négative, lors même que, par la forme concave de la première lueur et convexe de la seconde, il est difficile à observer. Cette expérience montre que la décharge peut être transmise à travers un gaz sans le rendre nécessairement lumineux.

Faraday, qui a beaucoup étudié cette question, estime que la décharge obscure a lieu à une très-faible tension, et qu'après qu elle a commencé, la lumière est la conséquence de la plus grande quantité d'électricité qui se précipite par la même route, trouvant dans celte direction un passage plus facile.

On peut obtenir la décharge sou« forme de lueur et la décharge obscure d'une manière très-prononcée, par les étincelles que produisent les appareils d'induction , notamment celui de Rumkorff '. Il suffit de faire communiquer respectivement les deux extrémités du fil induit avec les boules de l'appareil, dit œuf électrique (flg. 212), pour obtenir, en raréfiant l'air, des lueurs de toute beauté autour des deux boules, avec cependant quelques différences à la boule négative et à la positive. M. Rumkorff, qui a répété en les variant les expériences dé MM. Masson et Breguet, a remarqué que la lumière qui entouré la boule et la tige négative est violette, et que celle qui est autour de la boule positive est d'un rouge de feu, et qu'elle s'étend sur la boule négative- Il jaillit aussi ainsi des deux boules quelques étincelles plus blanches et distinctes des lueurs qui proviennent probablement, comme on le verra, de particules ■métalliques détachées des boules. M. Gassiott a observé que, lorsque le vide est bien fait, la moitié de la boule négative est entourée d'une flamme brillante bleue, tandis qu'il s'échappe de la boule positive un filet de lumière brillante et rouge; mais il y a entre le filet rouge et la flamme bleue un espace complètement sombre.

M. Quet, de son côté, a découvert que la double lumière qui émane ^es deux boules se compose d'une suite de couches

* Tome I, page 396, Og. 150.

216 TRAIfSMISSION I» l'ÂLECTRIGITÉ.

brillantes entièrement séparées ]es unes des autres par des couches obscures, et qu*elle est comme stratifiée. Pour bien observer ce phénomène de stratification , il suffit de la présence, dans le vide fait dans Tœuf électrique, d*une très-petite quantité d* alcool 'y d'essence de térébenthine^ de sulfure de carbone ou d*huile de naphte. En faisant passer entre les boules le courant d'induction de la machine de Rumkorff, on observe une multitude de couches brillantes séparées par des couches obscures formant comme une pile de lumière électrique entre les deux pdles. La stratification est plus prononcée dans la lumière rouge du pôle positif que dans la violette du négatif, mais le nombre des couches alternativement obscures et brillantes y est moins considérable. Il est facile, du reste, de constater que la lumière du pdie positif est séparée de celle du pAle négatif par une couche obscure qu'on peut rendre plus ou moins épaisse, suivant la perfection du vide et la nature de la vapeur qu'il renferme.

La lumière dans ces expériences n'a pas une durée continue ; elle consiste, en effet, dans une suite de décharges qui se succèdent avec rapidité. Cela donne lieu à un mouvement oscillatoire des couches lumineuses qui rend les observations un peu difficiles. Pour éviter cet inconvénient, M. Quet fait manœuvrer à la main le petit marteau magnétique de l'appareil Rumkorif, et à chaque mouvement on obtient une émission de lumière vive, mais qui ne dure qu'un instant; la succession entière des couches, alternativement brillantes et obscures, se dessine ainsi avec une forme très-nette ; en renouvelant cette manœuvre à volonté, ou peut étudier facilement les détails du phénomène.

La couleur de la lumière varie avec la nature des vapeurs que contient le vide; avec celle de l'essence de térébenthine, on a au pdle positif une belle lumière blanche et phosphorescente, dont la stratification a lieu par couches planes, mais d'épaisseurs inégales; avec la vapeur du fluorure de silicium

* M. Ramkorff avait obtenu le premier ce ptaénomène de ttratlfication, en plaçant quelques Instants au-dessns d'un flacon ouvert rempli d'alcool l'ouverture de l'œuf électrique avant d'y faire le vide.

on a une lumière jaune au pdle négatif. Si on approche beaucoup les deux boules Tune de. Tautre, on finit par faire disparaître Tune ou Tautre des deux lumières: cela dépend de la nature du vide; dans le vide où il ne reste que Tair très-raréfié, c*est la lumière rouge du pôle positif qui disparaît complètement, la violette du négatif demeure seule.

Ce dernier phénomène est précisément le même que celui désigné par Faraday sous le nom de décharge obscure. Nous venons de voir, en effet, que lorsque l'étincelle est produite dans Tair raréfié et entre deux conducteurs très-rapprochés, le conducteur négatif seul s'environne d'une auréole bleue, et le conducteur positif demeure obscur, tandis que dans l'atmosphère les deux conducteurs paraissent également lumineux. L'électricité se décharge donc du conducteur positif sans produire de lumière aussi bien avec des courants d'induction qu'avec l'électricité d'une machine ordinaire.

Déjà avant M. Quet, M. Neef , en observant au microscope le passage d'un courant d'induction entre une pointe de platine et une lame oscillante du même métal au moyen d'un appareil semblable à celui que nous avons déjà décrit', avait reconnu que l'électrode négatif était seul lumineux. Il avait cru pouvoir conclure de cette observation que l'étincelle électrique engendre, à l'électrode négatif, de la lumière sans chaleur, et à l'électrode positif, de la chaleur sans lumière. Nous reviendrons plus tard sur le travail de M. Neef, nous nous bornerons pour le moment à remarquer que c'est toujours le même phénomène de la décharge obscure, avec cette différence seulement, assez importante, qu'il se passe dans l'air au lieu de se passer dans le vide. M. Riess a réussi à démontrer que la différence est plus apparente que réelle, parce que, lorsque les étincelles se succèdent très-rapidement dans un espace trèsresserré , l'air se raréfie promptement entre les électrodes. En effet, en faisant varier à volonté la distance qui sépare la plaque et la pointe de platine, Riess remarque que lorsque la distance est un peu grande, l'étincelle n'offre rien de particulier; on a

' Tome I, p. 393, figure 140.

un arc lumineux continu à chaque étincelle entre la plaque et la pointe; en diminuant la distance on obtient des étincelles de plus en plus nombreuses et rapprochées; enfin , à une distance plus petite encore, l'étincelle perd tout son éclat, et en même temps une vive lumière bleue se montre à la surface de l'électrode négatif seulement. On aperçoit dans cette lumière bleue, en l'observant au moyen du microscope, un certain nombre de points blancs très-brillants qui semblent être des particules de platine incandescent détachées par la décharge, ce que confirme l'état de rugosité que présente la surface de la lame de platine après qu*ellè a longtemps servi à ces expériences. Ajoutons que M. Gassiott a observé, en employant pour électrodes deux fils de platine distants de 2 ^ millim., que le fil négatif devient rouge feu, tandis que le positif reste froid; dans ce cas, la décharge est très-rapide et continue. Cet eflfet serait l'inverse de celui qu'a signalé M. Neef, et contraire à ce qui se passe avec les courants ordinaires. Ces oppositions peuvent tenir à la difficulté qu'il y a à bien distinguer dans les courants d'induction le pôle positif du négatif. Il ne faut pas perdre de vue non plus qu'il se passe des effets électrochimiques, provenant de la décomposition des gaz ou des vapeurs raréfiées que traversent les décharges, qui peuvent contribuer aux apparences que présente la lumière; nous les ferons connaître dans le chapitre suivant.

Après avoir étudié l'étincelle électrique, la manière dont elle prend naissance et les différentes formes qu'elle affecte, il nous resterait à examiner ses diverses propriétés; mais nous renvoyons cet examen au paragraphe 8, afin de le faire comparativement avec celui de l'arc voltalque,et de pouvoir ainsi, en appréciant les différences qui caractérisent ces deux formes du même phénomène, remonter à leur cause commune. Nous nous bornerons à dire quelques mots ici des effets calorifiques de l'étincelle, dont nous avons déjà eu des exemples dans l'inflammation des corps combustibles, et en particulier dans l'expérience du pistolet de Vôlta. La chimie tire un grand parti de cette propriété de Télincelle électrique pour déterminer la combinaison des mélanges gazeux. On les introduit dans un tube en verre à

parois très-fortes et graduées : ce tube, fermé à Tune de ses eitrémités, repose par son extrémité ouverte sur une tuve pneumatique remplie d'eau, ou encore mieux de mercure. Deux pointes de métal, ordinairement en platine, pénètrent intérieurement dans la partie supérieure du tube, aux parois duquel elles sont hermétiquement scellées, de manière à laisser entre elles un intervalle de 1 à 3 millimètres au plus; pour faire jaillir Télincelle à travers le mélange gazeux, on met les pointes métalliques en communication, par leur extrémité extérieure, avec les armures d'une bouteille de Leyde ; on porte ainsi le feu dans Vinlérieur du tube sans avoir besoin de le chauffer extérieurement. Le même effet peut être produit par rincandescence d'un fil fin de platine au moyen d'un courant, preuve que la combinaison est bien due à la chaleur dégagée aussi bien dans Tétincelle que dans le fil, et qu'elle n'est pas un effet immédiat de l'électricité. Du reste, nous étudierons plus en détail dans le chapitre suivant les effets chimiques de Tétincelle.

Nous avons d'autres preuves de la chaleur de l'étincelle dans les traces qu'elle laisse sur les conducteurs entre lesquels elle s'échappe. Priestley, qui les a découvertes, avait remarqué qu'elles sont circulaires, et qu'elles se forment sur des plaques métalliques qur reçoivent rélincclle sortie d'un conducteur en pointe situé à 1 ou 2 millimètres de distance. Nobili, qui les a étudiées avec soin sur différents métaux, a montré qu'elles sont dues à la chaleur interne, et même à un commencement de fusion qu'éprouvent ces métaux. La forme circulaire qu'elles affectent est liée à la forme semblable de l'aigrette et tient à la dissémination des filets électriques.

Malgré ces preuves évidentes de la haute température de l'étincelle, M. E. Becquerel n'a pu y découvrir de traces de chaleur rayonnante, ce qui tient surtout à son instantanéité. C'est ce qui fait également qu'elle ne peut pas, dans les conditions ordinaires ) enflammer certains corps très-combustibles qui, comme la poudre à canon, exigent pour prendre feu l'application de la chaleur pendant un temps qui ne soit pas trop court. Mais on peut réussir à produire cette inflammation en obligeant

220 TRANSMISSION DE l' ÉLECTRICITÉ.

la décharge a passer à traders un conducteur imparfait qui en diminue la rapidité et augmente ainsi la durée de rétincelle^ par exemple, à traders un fil humecté d'eau. Avec un tube en verre de 16 centimètres de longueur et de 8 millimètres de diamètre, fermé à ses deux bouts par des bouchons au travers desquels on fait passer des fils métalliques pour conduire la décharge dans le liquide dont on remplit Tintérieur du tube, on remarque que si ce liquide est de l'eau pure ou de l'éther, il faut charger une bouteille de 0",1 de surface, jusqu'à 60* de l'électromètre pour enflammer la poudre par la décharge de la bouteille, jusqu'à 30* seulement si le liquide est de l'alcool, et qu'avec des acides l'inflammation n'a plus lieu, lors même qu'on charge jusqu'à 80*. Les différences tiennent à ce que rétinc-elle, pour produire son effet, doit îEivoir à la fois et une certaine intensité et une certaine durée, éléments inverses l'un de l'autre, et dont la valeur relative dépend de la conductibilité plus ou moins grande des liquides.

Indépendamment de la lumière et de la chaleur, l'étincelle électrique développe dans certains corps, en les traversant, la phosphorescence, c'est-à-dire la propriété de paraître lumineux dans l'obscurité, lors même qu'ils ne l'étaient pas auparavant. De tous les corps, les écailles d'huttre calcinées sont ceux qui deviennent le plus facilement phosphorescents,*quand ils ont été placés sur la route de la décharge électrique. Cependant, bien d'autres substances, telles que le spath-fluor, le diamant, le marbre blanc, jouissent de la même propriété de devenir phosphorescents après l'action de quelques décharges. Toutefois la seule lumière des étincelles peut produire le même effet sans qu'il soit nécessaire que la décharge traverse les corps; propriété que nous étudierons dans le paragraphe 8, où nous nous occuperons de la lumière électrique dont nous verrons que la phosphorescence n'est, au fond, qu'un cas particulier.

$ 7« BflTets caloriflqaes et InmlBeiiz des eo«raMte éleetrif|«es à traTers les eoMélaetears imparfoite. — Are TolteVfiae.

L'électricité voltaique peut donner naissance, comme celle des machines, à des étincelles électriques; mais en général ces

étlDcelles se moDifestent quand on met en contact, ou, encore mieux, quand on sépare les fils ou les lames métalliques qui communiquent ayec les deux pôles de la pile; c'est plus un phénomène d'ignition vollaïque qu'une véritable étincelle électrique; il semble proyenir de réchauffement qu'éprouvent les deux points en contact des deux fils métalliques, à cause de la plus grande résistance que le courant rencontre dans cette partie du circuit. En effet, quand on réunit bout à bout, en les attachant par de simples boucles les uns aux autres, plusieurs fils métalliques, c'est toujours à leurs points de contact que l'incandescence se manifeste d'abord pour se propager de là dans le reste des fils. Nous avons déjà parlé dans le paragraphe 2 des phénomènes d'ignition ou de déflagration que présentent les divers métaux; nous ajouterons simplement que la production des étincelles voltalques est accompagnée d'un pétillement assez semblable à celui des étincelles électriques, et qu'elle a lieu dans l'air raréfié comme dans l'air ordinaire, seulement avec quelques différences d'apparence chez les métaux oxydables, qui tiennent à ce que la combustion y est moins vive.

Davy réussit le premier à obtenir les étincelles voltalques dans les liquides en fermant le circuit au moyen de deux petits morceaux de charbon. On voyait jaillir de vives étincelles, et il y avait en même temps abondante production de gaz; les extrémités du charbon paraissaient d'un rouge blanc quelque temps encore après le contact. Le liquide était indifféremment de l'eau, des huiles fixes ou volatiles, de l'éther, de l'alcool, des acides nitrique et sulfurique; les gaz qui étaient produits dans cette action variaient avec la nature des liquides. C'était une décomposition provenant plus de l'action directe de la chaleur dégagée au point de contact des deux pointes de charbon que de l'action décomposante du courant qui ne traversait à peu près pas le liquide, puisque fes deux morceaux de charbon étaient en contact. Nous reviendrons, dans le chapitre suivant, sur cet effet chimique de l'étincelle voltalque , qu'il ne faut pas confondre avec l'action décomposante directe du courant.

M. Marianini a étudié longtemps après Davy la production

des étiDcelles voltalques dans les liquides, mais il Ta fait dans des conditions très-différentes. C*élait j6n se servant d*une pile irès-faible et d'un tube en forme de syphon renversé, dans lequel était du mercure qui s'élevait en deux colonnes dans les branches verticales du tube, sans les remplir. Dans Tun des tubes plongeait un fil en communication avec Tun des pôles de la pile; dans Tautre, le fil communiquant avec l'autre pôle, plongeait dans un liquide tel que Teau ou tout autre placé audessus de la couche de mercure. L'épaisseur de la couche liquide que l'étincelle pouvait traverser était très-petite, d'un demi-millimètre au plus; sa production était facilitée par un mouvement oscillatoire particulier que le mercure éprouve au moment où le circuit est fermé, et ce mouvement, en se continuant, produisait une succession d'étincelles. La nature des fils métalliques qui ferment le circuit est sans influence sur le phénomène. 11 n'en est pas de même de la nature du liquide dans lequel jaillissent les étincelles. Ce sont les moins conducteurs qui favorisent en général leur production. On peut même les faire paraître à travers de l'huile en ayant soin d'enfoncer le fil jusqu'à son contact avec le mercure, et de le retirer ensuite vivement; c'est à ce moment que l'étincelle a lieu en traversant la mince couche d'huile. En soulevant le fil et en l'abaissant ainsi jusqu'à lui faire toucher le mercure, on obtient chaque fois une étincelle. Avec l'eau et l'alcool, les effets sont semblables; seulement, la production de l'étincelle dans l'huile est accompagnée d'un bruit particulier qui n'a pas lieu avec les deux autres liquides. M. Marianini avait encore remarqué que la couleur des étincelles est la même dans les liquides que dans Vair, et que les circonstances les plus favorables à leur production sont aussi les mêmes dans les deux cas; qu'ainsi elles se montrent plus facilement entre deux pointes de charbon qu'entre deux pointes métalliques.

Indépendamment de ces petites étincelles, plus ou moins discontinues et ne se manifestant qu'au contact ou qu'à de très-petites distances*, l'électricité voltalque peut donner nais-

1 M.GassioU a, au moyen d'une pilede3,500 petits couples euivre et linc chargés

saoce à ud phénomène lumineux du même genre ^ mais bien plus remarquable, tant par son intensité que par sa continuité. C'est le phénomène de Tare voltaîque découvert par Davy.

L'illustre chimiste se servit, pour l'obtenir, d'une pile de 2,000 couples, zinc et cuivre de 32 pouces carrés ' de surface chacun, présentant ainsi une surface totale de 128,000 pouces carrés ^, chargés avec de l'eau acidulée. Ayant terminé les conducteurs qui aboutissaient à chacun des pdies par deux morceaux de charbon longs de 3 centimètres environ et de 5 à 6 millimètres de diamètre, il plaça leurs extrémités taillées en pointe à une distance d'un millimètre à peu près l'une de l'autre, et il vit paraître une étincelle brillante en même temps que les cbarbons devenaient incandescents dans la moitié de leur longueur. Il réussit à écarter les charbons l'un de l'autre jusqu'à une distance de plus de 1 1 centimètres sans faire cesser le phénomène qui se manifestait comme une gerbe continue de feu, passant de l'une des pointes de charbon à l'autre en forme d'arc convexe en dessus , probablement à cause du courant ascendant d'air chaud. Lorsqu'on introduisait dans cet arc une substance quelconque, elle devenait incandescente; le platine s'y fondait comme la cire à la flamme d'une chandelle; le saphir, la magnésie, la chaux, tout ce qu'il y a de plus réfrac-

Fig. 246.

taire, entraient en fusion. Des fragments de diamant, des

avee de l'eau pure, obtenu, entre deux disques de laiton distants de { millimètre sealement, une série d^étlncelles semblables à celles de la machine électrique.

> 306 centimètre carrés.

' 634,000 centimètres carrés.

pointes de charbon et de plombagine , disparaissaient rapidement et semblaient s*évaporer dans ce foyer sans paraître subir de fusion préalable.

Pour produire ce phénomène on se sert d'un appareil (fig. 216) dans lequel deux tiges métalliques mobiles^ dans le sens horizontal comme celles de l'excitateur universel , sont portées sur deux supports verticaux isolants; les tiges sont munies chacune d'une pince destinée à recevoir les pointes de charbon y et sont mises respectivement en communication, au moyen de conducteurs, avec les pôles de la pile. Des manches de verre ou de bois permettent d'éloigner ou de rapprocher à volonté les deux pointes Tune de Tautre. Quand on veut produire l'arc voltalque dans le vide ou dans l'air très^raréfié, on se sert d'un appareil (fig. 217) formé d'un globe de verre où

Fig. 247.

pénètrent, à travers deux boites à cuir placées sur le même diamètre horizontal, les deux tiges munies des pointes de charbon. Un robinet, fixé au tube métallique qui sert de support au ballon , permet d'y produire et d'y maintenir de l'air très-raréfié, et au besoin d'y introduire différents gaz sous des pressions plus ou moins fortes.

Davy avait déjà remarqué que le phénomène de l'arc voltalque se produit dans le vide aussi bien et même mieux que dans l'air , preuve que la combustion qui l'accompagne dans l'air n'est point la cause de la chaleur et de la lumière qui s'y

développent. Il réussit mémey en éloignant les pointes, à donner à Tare dans le vide une longueur de 16 à 18 centimètres, c'est-à-dire presque double de celle qu'il avait dans Vair; du reste, la lumière était tout aussi vive et la chaleur tout aussi forte, car le charbon était fortement incandescent; du platine en fil se fondait avec une scintillation brillante et tombait en globules au fond du ballon.

Longtemps après la brillante expérience deDavy, le professeur SUlimann, en la répétant avec une pile à couples cylindriques du docteur Hare, nommée par lui déflagrateur , observa des phénomènes moléculaires très-remarquables. Il faisait communiquer de la plombagine avec le pôle positif et un morceau de charbon bien recuit avec le p61e négatif. On apercevait bientôt des globules de plombagine fondus et une excavation hémisphérique sur la plombagine eUe-méme, tandis que le charbon était allongé du côté de la plombagine, et la matière noire qui s'y amoncelait présentait l'apparence de insion y non en globules, mais en fibres striées. Cette matière provenait évidemment de la plombagine du pôle positif, qui avait été transportée dans Tétat de vapeur au pôle négatif. En renversant les pôles, on ne voyait se former que très-peu de globules sur la plombagine et aucun sur le charbon ; mais ce dernier était rapidement creusé; la plombagine, au contraire, s'allongeait par la matière qui s'accumulait à son extrémité, et qui, vue au moyen du microscope , présentait une agrégation de petites sphères avec le caractère d'une parfaite fusion et avec un éclat métallique prononcé. Les sphères semblaient être formées par la condensation d'une vapeur blanche, semblable à celle des oxydes provenant de la combustion de différents métaux. Les globules eux-mêmes, chauffés fortement dans le gaz oxygène, donnaient de l'acide carbonique et un résidu de fer attirable à l'aimant. M. SilUmann avait cru trouver quelque analogie entre ces substances charbonneuses fondues et le diamant , mais les globules dont il s'agit rayent seulement le verre, sont attirables à l'aimant et n'éprouvent aucune altération dans l'oxygène à la plus haute température , tandis que le diamant ordinaire n'est point attirable, raye tous les corps 11. 15

et brûle dans Tair à une chaleur rouge. U est donc très-probable que les premiers tiennent de la nature des scories provenant du fer que renferme la plombagine ^

Quant au passage de la matière d'un pâle à un autre ^ M. Sillimann Ta très-bien observé. En protégeant ses yeux par un verre vert, il voyait distinctement la matière passer sous différentes formes au pdle négatif et s'y rassembler comme l'aurait fait de la poussière poussée par le vent; il remarquait aussi au pôle positif une espèce de trépidation produite comme par l'impulsion d'un fluide élastique frappant contre le pôle opposé. J'ai observé moi-même ce dernier phénomène sans avoir besoin d'une pile bien forte ; une pile de Grove de dix couples est suffisante. Il faut fixer les deux pointes de charbon à deux tiges métalliques recourbées en équerre, et assez élastiques pour que les deux pointes puissent être en contact par leurs deux extrémités, sans qu'il y ait la moindre pression de l'une contre l'autre. Aussitôt que le courant est établi, lalumière jaillit entre les pointes, et l'on entend comme une série rapide de petites détonations qui, en se communiquant du charbon au métal , font vibrer ce dernier de manière à produire un son et même à rendre les vibrations sensibles au contact. Ce bruit ne provient ni des attractions ou répulsions électriques, ni d'un frottement qui aurait lieu entre les pointes, car il est le même avec le charbon le plus mou , comme du charbon de peuplier, qu'avec deux pointes du charbon le plus dur , tel que celui qu'on recueille des cornues à gaz. C'est une espèce de craque* ment régulier qui s'opère entre les molécules du charbon traversé par le courant , et qui est lié avec l'arrachement et le transport de ces molécules. On n'entend plus ce bruit quand

1 Cependant M. Despretz est parvenu , en se servant eomme électrode n^tif d'une espèoe de pinceaa formé de fils fins de platine et d'un fragment de cliaibMi très-pur pour électrode négatif, à obtenir par la formation de l'arc entre ces deux électrodes des points très-brillants aux extrémités des fils de platine, qui vus è la lampe, essayés par des joailliers, ont présenté toute l'apparence de petits fragments de diamant U a également réussi à s'en procurer de semblables en remplaçant le charbon solide par un hydrogène carboné liquide. Nous y reviendrons quand nous nous occuperons des effets chimiques de ^électricité dynamique.

CHÀLBUR ET LUIliftRE ÉLECTRIQUES. 227

00 remplace les pointes de charbon par de Téponge de plaiiDe, quoique dans ce cas il y ait comme avec le charbon , ainsi que je m'en suis assuré , un transport de particules du pôle positif au négatif. Ces particules forment, par leur réunion, comme des espèces de ramifications que la haute température produite par le courant rend incandescentes et consolide par la fusion, de manière qu'on peut les détacher facilement sans altérer leur forme.

On voit, par ce dernier exemple, que Tare voltalque peut être produit, non pas seulement entre deux pointes de charbon, mais aussi entre deux conducteurs métalliques tels que du platine spongieux; il n'est pas même nécessaire que le métal ait l'état d'épongé. Ainsi on peut l'établir entre deux pointes de platine forgé , mais alors il est moins long, et il exige une pile plus forte pour sa production.

L'apparence et la longueur de l'arc varient considérablement avec la nature des électrodes entre lesquels il se manifeste. Ainsi, avec le charbon de bois bien recuit et trempé dans l'eau *, la lumière est beaucoup plus vive, surtout plus blanche qu'avec du coke; mais ce charbon exige une pile à plus forte tension. DanieU , avec une pile de 70 couples cuivre et zinc chargés avec du sulfate de cuivre et de l'eau aiguisée d'acide sulfurique, obtint un arc très-brillant, doit avec deux pointes de ce charbon, soit avec une pointe de charbon et une pointe de platine. M. Desprelz, dans une série de belles expériences fiiites avec une pile très-forte, avait trouvé des longueurs très-variables pour l'arc, suivant le nombre et la disposition des couples de Bunzen, qui étaient ceux dont il faisait usage, n produisait l'arc dans l'air, mais en le renfermant dans une cage de verre, ayant observé que l'agitation de l'air le dérange beaucoup. Il fixait les pointes de charbon, qui étaient de coke convenablement préparé, à l'extrémité de tiges de cuivre d'un

^ On emploie quelquefois le charbon de bois trempé dans du mereore; on peut ayec ce charbon produire Tare avec une pile beaucoup moins forte, mais la In* mière en est moins brillante, et il se forme des vapeurs de mercure qui troublent le phénomène.

centimètre de diamètre; Tare était vertical. Voici ses longueurs: 25 couples, 25°'°'; 100 en séries parallèles de 100, iSS-^'jO; 24 séries de 25, 11°»°*,5; lesOOOàla suite les uns des autres, 162°»"". Pôle + en bas 56°*», pôle + en haut 74"". M. Despretz a toujours observé dans Tare quelques parties obscures. Enfin il a fait des observations curieuses sur la soudure très-puissante qui a lieu entre les bâtons de charbon qui forment Tare quand on les met en contact, surtout entre ceux qui ont été préparés en calcinant du sucre candi.

En général, pour obtenir Tare, il faut commencer par mettre les deux pointes en contact; puis, quand le point de contact est devenu incandescent , on écarte graduellement les deux électrodes. Cependant Daniell a réussi à déterminer Tare sans mettre préalablement les électrodes en contact, uniquement en faisant passer entre eux une forte étincelle électrique. C*e8t ce qui fait qu'ayec des piles à très-haute tension , qui peuvent donner une étincelle à distance, on obtient Tare entre deux pointes sans avoir besoin de les faire toucher.

Fizeau et Foucault, en opérant avec une pile de 80 couples de Bunzen, dont Tun des électrodes était de charbon et Tautre une tige métallique d*argent ou de platine, ont remarqué des différences dans la longueur de l'arc et dans sa durée, selon que le métal ou le charbon communiquent avec le pôle négatif ou le pôle positif.

M. Grove avait déjà observé que la longueur de l'arc et son éclat dépendaient de la nature des métaux entre lesquels il est produit, les deux électrodes étant dans chaque cas du même métal. Voici l'ordre dans lequel il les avait classés sous ce rapport, en commençant par ceux qui donnent l'arc le plus long et le plus brillant, et en supposant que le phénomène ait lieu dans l'air: potassium, sodium, zinc, mercure, fer, étain, plomb, antimoine, bismuth, cuivre, argent, or et platine. M. Grove avait remarqué également qu'une partie de la substance d'où s*échappe l'arc lumineux est projetée du pôle positif au négatif, et qu'elle est à l'élat de poudre métallique si le milieu ambiant est le vide, l'hydrogène ou l'azote, et à l'état d'oxyde dans l'oxygène ou dans l'air.

GHÀLEUB ET LUMIÈBE ÉLSGTR1QUS8. 229

Toutefois, le fait du transport des molécules du pôle positif au négatif n'est point aussi général qu'on l'a cru longtemps. M. Van Breda, en opérant dans le vide et en déterminant l'arc voltaique sans mettre préalablement les électrodes en contact, mais au moyen d'une forte décharge électrique , a obtenu un transport dans les deux sens également , suivant la nature relative des deux métaux entre lesquels l'arc s'échappe. Avec deux boules de fer, il a trouvé qu'après l'expérience la boule positive avût perdu 309 milligrammes, et la négative, au lieu d'avoir gagné, en avait aussi perdu 55. Avec une boule de fer et un cône de coke préparé comme le coke qui sert aux piles de Bunzen, le fer perdait à peu près autant, qu'il fût positif ou négatif, et le coke perdait plus dans le premier cas qne dans le second. Une expérience qui prouve bien qu'il peut se faire une émanation de particules des deux pôles également, quoique plus forte du positif au négatif que du négatif au positif, consiste à placer entre deux boules de cuivre servant d'électrodes une lame de fer épaisse et isolée. L'expérience a lieu dans le vide , et l'arc est déterminé par une décharge électrique. La boule positive gagne en poids 63 milligranunes, et la négative 360; toutes les deux sont recouvertes de molécules de fer qui proviennent de la plaque. Il semble donc qne la matière est repoussée en même temps des deux pôles, ou plutôt qu'il existe une répulsion entre les particules métalliques qui conduisent le courant \

Fel moi-même étudié la formation de l'arc voltaique en employant des électrodes de différents métaux, soit tous les deux taillés en pointe, soit l'un seulement en pointe, l'autre ayant la forme d'une plaque. Pour mesurer avec soin la longueur de l'arc, je me suis servi de deux appareils, l'un destiné à le mesurer dans l'air, l'autre à le mesurer dans le vide ou

< Noos aTons tq effectivement qoe diaprés les lois d^Ampère, tome 1, page 225, toutes les portions d'un même courant se repoussent, et cette répulsion qui se manifeste sous la forme d'un simple mouvement, quand une partie du cour&nt est mobile, doit pouvoir donner lieu à une séparation ou désagrégation des particules, quand le conducteur, n'étant mobile dans aucnne de ses parties, le courant est très-énergique.

S30 TRANSMISSION DK L*ÉLECTRIG1TÉ.

dans différents gaz. Ce dernier appareil aurait pu servir, à la rigueur^ aux deux usages , mais j*ai préféré en ayoir un dans lequel l'arc pût être produit à l'air libre.

Le premier des appareils (flg. 218) se compose d'une rainure portant sur un de ses côtés une division linéaire, dans laquelle

fig. iie

glisse à frottement juste un support métallique qui porte une pince horizontale à laquelle on peut ajuster des pointes conductrices de différente nature; u&e Vis micrométrique permet de mesurer avec beaucoup d'exactitude la quantité dont on fait avancer ou reculer le support, et, par conséquent, la pointe qu'il porte. A l'une des extrémités de la rainure est un support métallique fixe auquel on adapte ou une pointe semblable à la première, ou une plaque conductrice, de façon qu'on peut faire jaillir l'arc ou entre deux pointes , ou entre une pointe et une plaque. Les divisions de la vis micrométrique permettent de mesurer très-exactement la distance entre les deux pointes ou entre la pointe et la plaque , et, par conséquent ^ la longueur de l'arc. Le second appareil (fig. 219) se compose d'une cloche qu'on place sur la platine d'une pompe pneumatique pour y raréfier l'air et y introduire , si on le veut , un gaz quelconque au moyen du robinet adapté à l'ajustage, qui, situé au haut de la cloche, porte lui-même une botte à cuir, que traverse une tige métallique à l'extrémité de laquelle est une pince destinée à recevoir une pointe métallique. Cette tige peut être abaissée

OU élevée d'une quantité (pi'on mesure très'-eiactement au moyen d*une division circulaire tracée sur la circonférence d'un disque qui se meut avec la pièce destinée à faire monter ou abaisser la crémaillère dont la tige est munie. Un support métallique fixe est placé au bas de la cloche; il porte ou une pointe verticale ou une plaque horizontale^ de manière que l'arc paisse s'établir avec cet appareil comme avec le précédent, ou entre deux pointes^ ou entre une pointe et une plaque.

Ayant pris pour l'un des électrodes une lame de platine, je me servis successivement pour second électrode , de pointes de différente nature. Avec une pointe de platine l'arc est très^ court, surtout si la pointe est l'électrode négatif. Dans l'air raréfié à 3 ou 4 millimètres, on ne pouvait éloigner la pointe de plus d'un millimètre de la pla« que sans que l'arc se rompit. ^^g- 249.

L'expérience était faite avec une pile de Grove de 50 couples, fiEdblement chargée. Avec la même pile fortement chargée, il se formait sur la plaque de platine servant toujours d'électrode positif une tache bleuâtre parfaitement circulaire; elle se reformait également dans l'air sous la pression ordinaire, mais elle avait alors un diamètre moitié moindre. Dans l'hydrogène il ne s'en forme point, preuve que sa production est le résultat d'une oxydation. Quand la lame de platine sert d'électrode négatif, elle se recouvre également d'une tache circulaire, mais cette tache est formée par une foule de petits grains de platine et reste blanche; elle est comme la bleue, beaucoup plus largo

232 TBANsyissiON DE l'électricité.

dans Tair raréfié que dans Tair ordinaire. Quant à la pointe de platine, elle devient bien vite fortement incandescente quand elle est positive; son extrémité entre en fusion et finit par tomber sur la plaque en y formant un globule parfaitement sphérique, tandis que lorsqu'elle est négative elle s*éebauffe peu et ne fond point; par contre, la plaque, qui est alors positive, devient rouge blanc, et risque d*étre trouée si elle n*est pas très-épaisse. Quand on remplace la pointe de platine par une pointe de coke, on obtient, la lame restant de platine et positive, un arc d'une longueur double de celui qu'on avait avec la pointe de platine. L'arc lui-même, .au lieu d'être comme auparavant, un cône de lumière ayant sa base sur la lame et son sommet à la pointe , se compose d*une foule de jets lumineux partant de différents points de la lame pour aller aboutir à différents points du coke; enfin la chaleur développée sur la plaque de platine est tellement plus considérable, que la plaque est rapidement fondue et trouée. La pile est , dans ces expériences, exactement de même force que lorsque la pointe est de platine au lieu d*ètre de coke. On voit bien par là Tiniluence considérable qu'exerce l'électrode négatif, dont le rôle est loin d'être purement passif, puisqu'il suffit de changer sa nature pour modifier d'une manière aussi notable tous les détails du phénomène. Lorsque le coke est positif et la lame de platine négative, l'arc est moins long, surtout dans l'air où il est sensiblement plus court que dans le vide; mais la pointe de coke se réchauffe considérablement et devient rapidement incandescente dans toute son étendue.

En employant successivement comme électrodes le fer, le cuivre, l'argent et Targentane, on observe, lorsque l'un des électrodes est une pointe et l'autre une plaque du même métal, que la pointe est incandescente dans toute sa longueur si elle est positive, et qu'elle ne se réchauffe qu'à ses extrémités si elle est négative. Quant aux plaques, elles présentent des cavités très-prononcées entourées de cercles colorés , quand elles ont servi d'électrodes positifs dans l'air raréfié. Avec le mercure pris pour un des électrodes, l'effet lumineux est des plus brillants ; le mercure est dans un état d'agitation extrême , se soulevant

en forme de cône quand il est positif, et présentant une cavité au-dessous de la pointe positive quand il est négatif.

Un point important à signaler, c*est la différence qui existe dans la température qu'acquièrent les deux pointes entre les* quelles se forme l'arc voltalque, selon qu'elles sont de même nature ou de nature différente. Lorsqu'elles sont de même nature, c'est toujours la pointe positive qui devient seule incandescente dans toute son étendue; si elles sont de nature différente, c'est la moins conductrice qui s'écbauffe, aussi bien quand elle est négative que lorsqu'elle est positive. Ainsi, si la pointe positive est d'argent et la négative de platine , c'est ceUe-d qui devient incandescente, et celle d'argent s'échauffe beaucoup moins. Les choses se passent donc comme dans un circuit complètement fermé; ce sont les portions du circuit qui présentent le plus de résistance au courant qui s'échauffent le plus : d'abord la portion qui forme l'arc lui-même, ensuite le métal le moins conducteur. Mais quand de part et d'autre de Tare les conducteurs sont identiques, le réchauffement, au lieu d'être uniforme, est beaucoup plus considérable pour le côté positif, phénomène qui, rapproché de la désagrégation qui a lieu du même côté, semble indiquer que l'électrode positif éprouve de la part du courant une action beaucoup plus énergique que l'électrode négatif.

M. Hatteucci, en faisant plonger pendant un certain temps les deux pointes entre lesquelles l'arc est établi dans des masses d'eau séparées et prises à la même température, a trouvé que la différence de température entre les deux pointes est d'autant plus grande que celles-ci sont formées d'une matière moins conductrice et plus facile à se désagréger. Mais ce qu'il y a d'assez curieux, c'est que dans le gaz hydrogène la différence devient très-petite , ce qui tient probablement à la même cause qui diminue la chaleur d'un fil de platine traversé par le courant quand ce fil est entouré d'hydrogène , c'est-àdire au pouvoir refroidissant de ce gaz, qui augmente la condactibilité de la partie du circuit qui y est plongée. Du reste, cet échauffement inégal peut avoir lieu par le simple contact des deux conducteurs; seulement la différence est d'autant plus

234 TRAIVSMI86ION DE L*ÉL£GTR1CITÉ.

grande que le contact est moins intime; on la diminue en ser-^ rant fortement les deux conducteurs l'un contre l'autre; on l'augmente au contraire, en couvrant l'une des surfaces en contact d'une couche légère d'oxyde, de graphite ou de poussière de charbon; on facilite encore la formation de l'arc en chauffant artificiellement l'électrode positif.

M* Tyrtow, en employant le mercure pour l'un des électrodes, et en se servant pour l'autre de fils de différente nature, a re* marqué que toutes les fois que le mercure est négatif et le fil positif) ce dernier rougit et fond quand on met son extrémité en contact avec le mercure, tandis que lorsque le fil est négatif et le mercure positif, au moment du contact on ne voit appa<^ rattrequedes étincelles bleuâtres, mais le mercure éprouve alors une forte évaporation. Des expériences semblables ont été faites par divers physiciens en remplaçant le mercure par des liquides décomposables ; mais alors les effets lumineux et calo* rifiques se compliquent de phénomènes électro-chimiques ; aussi nous en renvoyons Tétude au chapitre suivant.

C'est encore à la différence de température des deux électrodes qu'on doit attribuer l'expérience curieuse de Gassiott, dans laquelle, en mettant en croix deux fils métalliques, de cuivre par exemple, qui communiquent avec les pôles d*une forte pile, on voit le fil positif rougir sur une longueur de 5 à 6 centimètres, en dehors du point de croisement, jusqu'à tomber en fusion, tandis que le négatif n'est incandescent que dans la portion traversée par le courant. 11 est évident qu'il y a ici, au point de contact, un commencement de formation d'arc voUalque, d'au^ tant mieux qu'en éloignant un peu les deux fils l'un de l'autre l'arc apparaît entre eux. Le conducteur positif est donc ici l'électrode positif de l'arc, et en cette qualité il s'échauffe beaucoup plus que le négatif, ce qui fait qu'il est incandescent non-seulement dans la portion qui est parcourue par le courant, mais même en dehors de cette portion sur une petite étendue.

Ainsi que l'a observé M. Matteucci, l'arc se compose en gé^ néral d'une partie centrale presque cylindrique, dont les bases s'appuient sur les extrémités polaires, et qui brille d'une lumière blanche et très-intense; cette partie est enveloppée d'une matière

CHALBDE BT LUMIÈRE ÉLECTRIQUES. 235

lumineuse plus rare, d'une forme sphéroldale, dont la couleur change avec la nature des pointes d*où émane Tare et avec celle du milieu qu*il traverse. La partie centrale se compose d*une matière dans laquelle le courant électrique se propage comme dans un conducteur liquide ; il suffit pour s'en assurer d*y plonger les fins bouts de deuiflls de platine sortant de deux tubes de verre et filés aux extrémités d'un galvanomètre* Au moment où les fils de platine parviennent à la partie centrale de Tare lumineux, la déviation de Taiguille du galvanomètre indique la présence d*un fbrt eourant dérivé. Du reste, il suffit d'introduire un vol* tamètre dans le circuit de l'arc voltalque pour s'assurer que le courant s'y propage d'une manière continue. On peut môme, par les indications du voltamètre, apprécier la résistance opposée par les arcs produits avec des pointes de différente nature placées à des distances variables. Ainsi, en opérant avec une pile de 60 couples de Grove, on trouve que le courant, par son passage dans le voltamètre pendant 60 secondes, y dégage des quantités de gass égales à 57, 44 et 38 centimètres cubes pour des distances correspondantes entre les deux pointes de coke de l'arc, à 2, 3 et 4 millimètres. Avec deux pointes d'argent, qtii s'altèrent moins promptement que celles de charbon, on obtient 60 centimètres de gaz à 3 millimètres de distance entre les pointes, et 46 centimètres à 6 millimètres de distance. Avec des pointes de métaux différents formant des arcs lumi* neux de 3 millimètres de longueur, on trouve au voltamètre, en faisant passer le courant pendant 60 secondes, 23 centimètres cubes si les pointes sont en cuivre, 26 si elles sont en laiton, 27 si elles sont en fer, 29 si elles sont en coke, 35 si elles sont en zinc, et 45 si elles sont en étain. Quand les pointes se touchent et qu'on n'a point d'arc, on a 46 centimètres cubes. Il résulte évidenunent de là que la conductibilité propre de l'arc dépend moins de la conductibilité des métaux qui forment les pointes que de leur facilité à se fondre et à se désagréger, et par conséquent de la quantité de matière qui disparaît dans l'expérience. Si Ton place une lame métallique entre les deux pointes de manière qu'elle se trouve au milieu de l'arc, dont on provoque la formation par une étincelle électrique, on remarque que la

236 TRANSBUSSION DE l'ÉLECTRICITÉ.

partie centrale de la lame commence par entrer en fusion, et des globules s*élancent des deux côtés vers les pointes en même temps que des globules semblables s'élancent des pointes vers la lame; la partie intérieure de Tare qui lui donne la forme sphéroîdale parait être produite par la matière encore plus divisée qui résulte de la destruction et de la combustion de ces globules; quand on produit l'arc dans un liquide, on ne voit point cette matière volatisée et divisée, vu qu'elle se répand dans le liquide; on n'aperçoit que la partie centrale, laquelle au contraire est moins distincte avec les pointes de charbon, à cause de leur grande facilité à se désagréger.

Il semblerait que la formation de l'arc résulte des états électriques contraires qne possèdent les extrémités polaires avant que le circuit soit fermé, qui peuvent se manifester par une attraction et une étincelle ', et qui subsistant, l'arc une fois formé, déterminent, à une certaine distance toujours très-petite entre les pointes , une série d'étincelles et une chaîne de matière fondue ou de particules incandescentes détachées des pâles. Ce même phénomène doit bien exister dans toutes les parties du circuit, puisque c'est ainsi qu'a lieu la propagation du courant, mais il produit des effets mécaniques dans les portions de ce circuit, telles que celles où l'arc voltalqpie se manifeste, dans lesquelles la résistance est plus grande et la distance des particules plus considérable. ^

La forme sphéroîdale de l'arc résulte, conune le phénomène qu'on produit avec l'étincelle de la machine dans l'expérience de l'œuf électrique, de la répulsion mutuelle des parties détachées

^ M. Gasslott aTait obtenu, comme nous l'avons vu, avec une pile de 8,500 couples xinc, cuivre et eau des charges électriques assez fortes aux extrémités polaires pour donner pendant plusieurs Jours de suite des des étincelles éclatant à i millimètre de distance et se succédant très-rapidement. M. Matteucci, en faisant communiquer les pôles d'une pile de Growe de 50 à 60 couples avec deux tiges de laiton portant chacune à leur extrémité une feuille d*or battu , a vu une attraction entre ces feuilles se manifester à quelques centimètres de distance, et si on rapproche beaucoup Tune de l'autre ces deux feuilles rendues très-courtes, on les voit, au moment où l'arc ferme le circuit, s'attirer ; en même temps une étincelle éclate, et le plus souvent l'arc lumineux s'établit.

CHALEUR ET LUMiiRE ÉLECTRIQUES. 237

de la même extrémité polaire jointe à Tattraction exercée sur elles par Tautre pâle. On peut même voir, en faisant passer une série d'étincelles entre deux pointes métalliques plongées dans de l'essence de térébenthine qui tient en suspension des particules très-fines de liège ou de charbon, ces particules se grouper entre ces pointes en formant une masse de forme sphéroldale, composée de filets qui vont d'une pointe à Tautre, et dont chacun est formé par une chaîne de ces molécules entre lesquelles de petites étincelles éclatent. Nous ayons déjà vu dans le chapitre premier de cette partie que la distribution des courants dans une masse liquide conductrice semble s'y faire sous forme de filets aboutissant aux deux pôles et formant entre eux un sphéroïde. Nous en verrons de nouvelles preuves quand nous nous occuperons des effets chimiques du courant.

Un phénomène qui est de nature à confirmer ce que nous avons dit sur la nature de l'arc voltalque est l'influence qu'exerce sur lui le magnétisme. Ârago avait soupçonné cette influence immédiatement après la découverte d'Oersted; Davy la constata bientôt après, en approchant un puissant aimant d'un arc voltalque formé par deux pointes de charbon et long de 3 à 10 centimètres, suivant le degré de raréfaction de l'air ambiant. L'arc, soit colonne lumineuse, était attiré ou repoussé avec un mouvement rotatoire, suivant la position du pâle de Vaimant et la direction du courant. L'action était plus énergique quand l'air, à travers lequel Tare était produit, était plus raréfié et par conséquent l'arc lui-même plus étendu.

En employant un électro-aimant au lieu d'un aimant, l'effet est beaucoup plus prononcé, et on peut même rompre l'arc en faisant cesser par une attraction ou répulsion trop forte la chaîne des particules qui établissent la communication entre les deux pôles et qui forment le conducteur mobile sur lequel agit la force magnétique. M. Quet, en déterminant un arc voltalque vertical perpendiculairement entre les deux faces polaires verticales d'un électro-aimant, a vu cet arc se transformer en un dard horizontal, comme celui qu'on produit en soufQant sur une flamme avec un chalumeau. Ce dard peut atteindre une longueur 8 à 10 fois plus grande que l'arc, de 3 à 4 centimètres

238 lEÀKSIflgSlON DB L'iLECTEICrri.

par exemple, lorsque celui-ci n'a que 4 millimètres. On mt des particules de charbon être lancées par Faction de Télectro-* aimant dans la direction du dard, quand les charbons sont incandescents en deçà des pointes même d'oà émane Tare. Le changement de direction du dard, quand on change le sens du courant ou les pôles de Télectro-aimant, indique bien que cet effet tient à Faction répulsive de Tun des pâles magnétiques combinée avec Faction attractive de l'autre, sur le courant qui est transmis par Farc. C'est ce que confirme la forme convexe qu'il prend dans le sens du dard, quand les pâles de Féleetfoaimant sont trop éloignés pour que le dard lui-même puisse se former. Ajoutons que sa formation est accompagnée d'un bruissement particulier qui dure autant que le dard, et qu'au moment où il cesse, il se produit une détonation très-forte ^

J'avais observé déjà avant M. Quet ce double bruit dans une étude détaillée que j^avais faite de l'action du magnétisme sur Farc voltalque, et j'avais montré qu'il est lié aux modifications moléculaires que cette action apporte à la matière même de cet arc. J'avais remarqué d'abord que, si on place deux tiges de fer doux servant d'électrodes chacune dans une bobine formée d'un gros fil de cuivre, Farc voltaïque qui a lieu entre ces deux pointes cesse au moment où Fon aimante les tiges de fer en faisant passer un fort courant dans les bobines, et qu'il recommence si on a soin d'interrompre ce courant avant que les pointes se soient refroidies. L'arc lui-même ne peut s'établir entre deux pointes de fer, quand elles sont aimantées qu'autant qu'elles sont beaucoup plus rapprochées, et son apparence est toute différente. Les particules qui se forment sem*^ blent ne se détacher qu'avec peine des électrodes; des étincelles jaillissent avec bruit dans toutes les directions, tandis qu'auparavant c'était une lumière très-vive, saps étincelle et sans bruit, accompagnée du transport d'une masse liquide qui s'opérait avec la plus grande facilité. Le phénomène se passe de la même manière, que les deux tiges de fer présentent à celles de leurs extrémités entre lesquelles jaillit l'arc lumineux les mêmes

' CeUe détonation est sonrent très-forte aussi dans les étincelles dlndocUoD, qui sont de véritables ans voltaîques inttantan^p.

CHAUEUB KT LCMliRB iiSCTElQUES. 239

pôles magnétiques ou des pôles difiérents. Il faut remarquer encore que l'électrode positif produit, lorsqu'il est fortement aimanté, au moment où l'arc est établi entre lui et un électrode n^tif de nature quelconque^ un sifflement aigu, tout à fait semblable à celui qu'on fait rendre h la Tapeur dans les loco* motiiFcs; ce bruit cesse immédiatement a^ec l'aimantation.

Pour mieux étudier ce genre d'effet, il est préférable de se servir d'un fort électron-aimant. C'est ce que j'ai fait en plaçant sur une de ses surfaces polaires une plaque métallique, et audessus verticalement une pointe métallique de manière à établir entre elles l'arc voltalque. La plaque et la pointe étant toutes deux de platine, et la plaque étant positive, cm entend, dès que l'électro-aimant est aimanté pendant que l'arc subsiste, un sifflement trè&raigu, et il faut rapprocher la pointe de la plaque pour que l'arc puisse continuer. Si la plaque est négative et la pointe positive, l'arc ne peut garder sa position verticale, il est projeté vers les bords de la plaque et aussitôt rompu; sa rupture est, chaque fois qu'elle a lieu, accompagnée d'un bruit sec et instantané, semblable à la décharge d'une bouteille de Leyde«

On observe les mêmes effets en employant une plaque et une pointe d*un métal quelconque, pourvu que la plaque et la pointe soient du même métal, et que celui-ci ne soit pas trop fusible. he cuivre et surtout l'argent offrent une particularité remarquable, c'est que la plaque conserve à sa surface l'empreinte de l'action qu'elle a éprouvée sous l'influence de l'électroaimant. Ainsi, quand elle est positive, la portion de la surface qui se trouve au-dessous de la pointe négative présente une tache en forme d'hélioe qui semble indiquer que le métal fondu dans cette portion a éprouvé un mouvement giratoire autour d'un oentre, en même temps qu'il est soulevé en forme de cône. La courbe en hélice est en outre dans toute sa longueur bordée de petites ramifications parfaitement semblables aux aigrettes que déterminent les traces de l'électricité positive qui sort du bouton d'une bouteille de Leyde. Quand la plaque est négative et la pointe positive, les traces sont toutes différentes; c'est un cercle d'un très-petit diamètre d'où part une ligne plus ou moins courbe qui forme .comme un^ espèce de queue à la

comète dont le petit cercle serait le noyau; la direction de la queue dépend du sens dans lequel Tare a été projeté.

En produisant Varc entre deux pointes très-près de Télectroaimant, entre ses deux pôles par exemple, on peut facilement déterminer soit le sifflement aigu, soit la série des détonations ; celles-ci sont même quelquefois assez fortes pour ressembler de loin à des décharges de mousqueterie ; seulement il faut que rélectro-aimant soit très-puissant et le courant qui produit Tare très-intense. Avec une pointe de platine et une pointe de cuivre on obtient le sifflement, quand c*est le platine qui est positif, et des détonations quand c*est le cuivre. Cela tient à ce que le platine s*échauffe beaucoup plus que le cuivre, quand il est positif. Il est facile de s'assurer que pour obtenir le sifflement il faut que Vélectrode positif atteigne une température capable de lui faire éprouver un commencement de liquéfaction ; sans cela on n*a que les détonations; c'est ce que m'ont prouvé de nombreuses expériences faites avec différents métaux. U faut avoir la précaution, pour obtenir le sifflement, de maintenir autant que possible l'arc continu une fois que l'électrode positif est bien incandescent, tandisi^iue pour avoir les détonations il faut tenir l'un des électrodes à la main, et établir et interrompre fréquemment l'arc en évitant que la température des pointes ne s'élève trop. Ces résultats semblent nous montrer que le sifflement est dû au transport de la matière plus ou moins liquéfiée de l'électrode positif, tandis que les détonations proviennent de Tarra* chement de ces mêmes particules, quand la substance qui est désagrégée n'est pas fortement chauffée. Mais ce qu'il y a d*assez extraordinaire, c'est que ce sifflement et ces détonations n'aient lieu que lorsque l'arc est sous l'action de l'aimant. Serait-ce simplement Veiïei de l'action attractive ou répulsive des courants de l'aimant sur la série des particules qui, formant l'arc, constituent un conducteur plus ou moins mobile traversé par le courant ? Serait-ce le résultat d'une modification apportée par l'influence de l'électro-aimant à la constitution moléculaire des électrodes? Je suis plutôt disposé à croire que sous l'influence puissante de l'électro-aimant les molécules qui transmettent le courant, en formant la chaîne électrique, prennent des positions

forcées dues à raction électro-dynamique, et que le sifflement est le résultat de cette gêne imprimée aux molécules qui sortent des électrodes, tandis que la détonation est Teffet de leur retour à leur état d'équilibre moléculaire. Les expériences suivantes me paraissent de nature à corroborer cette opinion, en même temps qu'elles semblent confirmer les idées que nous avons émises dans le chapitre précédent sur le mode de propagation du courant électrique.

Si Von place dans la direction axiale ou équatoriale ou intermédiaire , au-dessus des pôles d'un électro-aimant fortement aimanté, des barreaux prismatiques d'étain, de zinc, de plomb et de bismuth de 2 centimètres d'équanssage et de 50 de longueur environ, et qu'on les fasse traverser par un courant disconiinu provenant d'une pile de 5 à 10 couples de Grove, on entend très-distinctement un son composé d'une série de coups correspondants aux interruptions du courant. Ils ne rendent aucun son perceptible tant que Télectro-aimant n'est pas aimanté. On produit le même effet avec des tiges de cuivre, d'argent et de platine. Des tubes de tous ces mêmes métaux rendent des sons encore plus prononcés que des cylindres pleins; des fils roulés en hélice autour d'un cylindre de bois vibrent également; un fil de ploinb disposé de cette manière peut rendre en particulier un son très-fort. Un aimant ordinaire produit le même effet qu*nn électro-aimant. Il en est de même d'une hélice traversée par un fort courant continu dans l'axe de laquelle on place le barreau, le tube ou le fil à travers lesquels on transmet le courant discontinu. Avec une double hélice formée de deux gros fils de cuivre recouverts de soie et enroulés l'un extérieurement à l'autre, on a un son d'une intensité remarquable en faisant passer le courant contiou à travers le fil extérieur et le discontinu à travers l'intérieur; dans le cas inverse le son est beaueoup plus faible, ce qui tient à ce que l'action magnétique d'un courant en hélice est presque nulle extérieurement, tandis qu'elle est très-énergique intérieurement.

Les effets que nous venons de décrire ne peuvent pas être attribués à une dilatation provenant d'un réchauffement opéré par le courant, puisqu'il a lieu avec des conducteurs de trop u. 16

forte dimension et un courant trop faible pour qu'on puisse admettre qu'il y ait la moindre élévation de température. D'ailleurs le son n'est produit qu'autant que Téleetro-aimant agit en même temps que le courant est transmis. On ne peut non plus admettre que la production du son soit le résultat d'une fleiion mécanique occasionnée par l'action attractive ou répulsive de l'électro-aimant sur le conducteur traversé par le courant; les dimensions de ce conducteur excluent cette interprétation qui ne saurait se concilier non plus avec le fait que des corps aussi peu élastiques que le plomb et le charbon végétal bien recuit donnent lieu au même phénomène^ ainsi également qu'une oolonna de mercure renfermée dam un tube de verre de 2 { centimètres de diamètre et de 26 de longueur \ Tous ces phénomènes me paraissent être le résultat de l'action de l'électro-aimant sur les petits ares voltalques qui ont lieu de molécules à molécules^ dans l'intérieur d'un corps conducteur traversé par un courant électrique. Quand l'électro-aimant agit sur tous les arcs voltalques visibles, il n'est pas nécessaire, pour que le son soit produit, de rendre le courant discontinu, parce qu'il l'est déjà par lui-même, l'arc étant formé d'une série de décharges qui se succèdent plus ou moins rapidement. D n'en est pas de même quand le courant traverse de bons conducteurs tels que des tiges métalliques; il faut alors le rendre disooBtinu pour que les particules aient le temps de reprendre leur position naturelle entre le passage de deux courants socoessife, et puissent acquérir ainsi un mouvement oscillatoire autour de cette position; condition nécessaire pour que l'action de Ttiectro-aimant détermine un son et qui se trouve naturellement remplie avec l'arc voltalque lumineux.

En résumé, le mouvement oscillatoire, et la production du son qui en est la ccmséqueiioe, me parait être un phénomène moléculaire provenant de la lutte qui s'établit entre la position que

* Quand le mercure est placé dans une ange découverte, en même temps <|o'on entend un son, on Toit à sa surface un mouvement vibratoire particulier trèsdifférent du mouvement giratoire qu'il manifeste soos Tinfluenee des pôles d*uD aimant* quand il est traversé par nti eouruit continu. .

CHALEUB ST Lt;BllilU& iLEGTRlQVES. 243

TaetioD de raimant tend à imprimer aux molécules qui forment la chaîne électrique, et celle que ces particules possèdent natu* rellement. Cette lutte, très-apparente aux yeux aussi bien qu'à Toreille, quand elle a lieu dans les particules qui composent Tare lumineux, ne devient sensible que par le son quandils*agit des arcs moléculaires ou des décharges qui ont lieu de particules à particules. Mais ce n*en est pas moins, à la grandeur près, un phénomène analogue; ce qui confirme, comme nous l'avons déjà remarqué, Tidée que nous avons mise en avant que la propagation du courant se fait dans les conducteurs par une série de décharges de molécules à molécules semblables à celles qui s'opèrent à des distances finies entre deux conducteurs, et que nous venons d'étudier sous le nom d'arcs voltalques.

$ s. (^Bsléémtlons fgéwkérmlem mur la cbmlenr et la luntèré 4lectri««M. '^Ww^pHétèê êpéeî^mê é% e«tle ImUère.

L'étude que nous venons de faire de l'étincelle électrique et de l'arc voUalque nous a démontré que, sous ces deux formes, la production de la lumière et de la chaleur par l'électricité est liée d'une manière remarquable à un mouvement des particules des corps. D'un autre côté, les recherches récentes de Joule» de Clausius et de Thomson ont conduit les physiciens à envisager la chaleur comme résultant d'un mouvement rotatoire des particules autour d'un axe, et nous avons nous-même considéré cette hypothèse comme propre à rendre compte de la polarité des atomes '. Ne serait-il donc pas possible que la cause de la chaleur, et par conséquent de la lumière, qu'engendre la réunion des deux électricités s'opérant sous forme de décharge ou de courant, ne fût pas dans le fait même de cette réunion, mais dans une augmentation du mouvement moléculaire qui r^ulterait de la transmission de l'électricité? Ce mouvement, il est vrai» n'est pas apparent dans le phénomène du réchaufiPement et de l'incandescence des bons conducteurs tels que des fils métalliques, comme il l'est dans l'étincelle et dans l'arc vol-

« Tome 1, page 670.

244 TRANSMISSION DE L^ÉLEGTRIGITÉ.

talque. Toutefois, il se manifeste même dans ce cas par les modifications moléculaires qu^éprouvent les fils qui ont été rendus incandescents par Feffet des décharges ' . Au reste, il nous semble que la meilleure preuve en faveur de Teilstence de ce mouvement, indépendamment de la production même de la chaleur, existe dans le fait général des sons que rendent et par conséquent des vibrations qu*éprouvent tous les conducteurs qui transmettent des courants discontinus, lorsqu'ils sont placés sous rinfiuence de puissants électro-aimants.

Quant à la théorie qui attribue d'une manière directe à la réunion même des deux électricités le dégagement de la chaleur et de la lumière, nous trouvons une objection contre sa généralité dans le fait important découvert par Peltier, constaté et étudié par plusieurs autres physiciens, que cette réunion produit quelquefois un abaissement de température. Peltier avait démontré cette propriété curieuse du courant en plaçant dans rintérieur de la boule d'un thermoscope à air, au lieu d'un fil de platine comme dans l'appareil de Riess (fig. 195, page 156), une tige de 2 à 3 miUimètres de diamètre composée de deux petits cylindres, Tun de bismuth, l'autre d'antimoine, appliqués bout à bout l'un contre l'autre, de façon que leur surface de contact fût à peu près au centre de la boule. Il avait trouvé qu'un courant électrique d'un seul couple transmis à travers la

< Une expérience qui semblait devoir démontrer que la chaleur dégagée par le courant est due à un mouyement ayant une certaine direction, était celle par laquelle on avait tenté de faire passer à la lois à travers un même fil métallique, en sens contraire l'un de l'autre, deux courants énergiques de même intensité, et capables chacun séparément de faire rougir ce fil. On trouvait qu'alors le fil restait parfaitement froid, preuve, croyait-on, que les deux mouvements dirigés en sens opposé se neutralisent. Mais il est facile de voir que dans ce mode d'opérer, le fil, au lieu d'être traversé par dent courants opposés, n'est traversé par aucun. En elbt, l'expérience se réduit à ceci, savoir que lorsque deux piles sont réunies par leurs pèles opposés de manière à former un circuit complet, uo fll métallique qui unit les deux conducteurs établissant les communications entre les pèles n'est traversé par aucun courant, ce qui doit être, puisque c'est k peine si un faible courant dérivé devrait être transmis par ce fll. L'expérience n'est donc nullement concluante en faveur de l'existence d'un mouvement moléculaire, mais elle ne lui est pas contraire.

CHàLEUR ET LUMIÈRE ÉLECTRIQUES. 245

tige abaissait la température du point de contact de 37 divisions, quand il marchait du bismuth à rantimoine, et relevait de 45 environ, quand il cheminait de Tantimoine au bismuth. Lenz remarque avec raison que Teffet du refroidissement est diminué dans la manière d^opérer de Peltier, par le réchauffement que le passage du courant détermine dans le barreau même de bismuth, ainsi qull s*en est assuré. Pour se mettre à Tabri de cet inconvénient, il a soudé Tun à la suite de Tautre deux barreaux quadrangulaires de bismuth et d*antimoine de 11 { centimètres de longueur chacun, et de 2 7 centimètres carrés de section transversale, puis il a percé au point de la soudure un trou dans lequel il a introduit la boule d'un petit thermomètre, en ayant soin de remplir entièrement de limaille de fer la partie supérieure du trou resté vide. En faisant passer à travers ce bâton métallique le courant d*un simple couple de zinc et de platine d'environ 10 décimètres carrés de surface, il a trouvé que le thermomètre s'abaissait de 4*" centig., quand le courant allait du bismuth à l'antimoine, et qu'il s'élevait au contraire de plusieurs degrés, quand le courant cheminait de l'antimoine au bismuth. Ayant rempli d'eau le trou de la soudure et ayant recouvert le bâton, sauf au point de soudure, de neige fondante de manière que la température de tout l'appareil, l'eau comprise, fût maintenue â 0*, il réussit à faire geler l'eau renfermée dans le trou et même à abaisser sa température à 4'', 5, en faisant passer le courant du bismuth à l'antimoine pendant cinq minutes. Sans le passage du courant l'eau ne gelait point, et sa température se maintenait seulement à 0®.

Le phénomène curieux que nous venons de signaler se rattache à un fait plus général, savoir, la variation de température que détermine le passage d'un courant électrique au point de contact de deux conducteurs hétérogènes soudés bout à bout. M. Peltier a observé que pour la plupart des métaux l'élévation de température est toujours beaucoup plus grande au point de contact de deux fils métalliques, quand le courant, passe du moins conducteur au plus conducteur, que dans le cas inverse; et la différence peut devenir telle que dans certains cas, au lieu d'une élévation de température, on ait un abaissement comme

246 TRANSMISSION DE l' ÉLECTRICITÉ.

nous l'avons remarqué; mais alors deux conditions sont nécessaires pour obtenir ce dernier phénomène : la première, que l'un des métaux au moins soit cristallin; la seconde, que le courant transmis ait une faible intensité.

M. Frankenheim, qui a fait une étude approfondie de ces phénomènes, distingue avec raison cette variation de température qui a lieu h la limite de deux conducteurs, et qu'il nomme Secondaire, de celle qui a lieu dans tout le circuit. La première dépend du sens du courant, tandis que la seconde en est indépendante; elle est proportionnelle à la simple intensité du courant, tandis que la seconde est proportionnelle au carré de cette intensité.

Du reste, les effets observés pour la première fois par Peltier sont liés avec un phénomène que nous n'avons point encore étudié, celui de la production des courants thermo-électriques, qu'on développe en chauffant et refroidissant alternativement les points de contact de petites tiges métalliques hétérogènes soudées bout à bout les unes à la suite des autres, de manière à former un circuit tout métallique. En effet, en réchauffant le point de contact d'un barreau d'antimoine et d*un barreau de bismuth, on détermine un courant qui va directement du bismuth à Tantimoine, et en le refroidissant on obtient un courant qui va également directement de l'antimoine au bismuth, c'està-dire que le courant produit par ces variations de température a une direction précisément contraire à celle du courant qui produirait ces mêmes variations. Cette opposition semble donc indiquer que le courant extérieur qu'on introduit dans la tige composée des deux métaux y produit un mouvement moléculaire dirigé en sens contraire de celui que la chaleur y détermine, d'où résulte l'abaissement de température qu'Û est si difficile d'expliquer autrement. Mais ce n'est que dans la cinquième partie consacrée aux sources de l'électricité, et en particulier dans le chapitre où nous traiterons plus spécialement du développement de l'électricité par la chaleur, que nous pourrons revenir, en l'étudiant d'une manière plus approfondie, sur le phénomène que nous venons de signaler, et qui a été l'objet des travaux d'un grand nombre de physiciens. Ce que nous en

avons dit suffit cependant pour justifier la double assertion que nous avons émise plus haut, savoir, que la chaleur dégagée par la transmission de Télectricité dynamique n*esl pas due à la réunion des deux électricités, mais qu'elle doit plut6t être attri*buée à un mouvement moléculaire dont cette réunion détermine la production, ou simplement l'augmentation. Dès lors on conçoit que dans le cas des corps cristallisés, où les molécules sont retenues par des forces qui ne leur permettent pas de prendre immédiatement sous Vinfluence du courant une position qui mette en harmonie le sens de leur rotation naturelle avec celui de la rotation que le courant tend à leur imprimer, ces deux sens puissent être contraires de telle façon que le passage du courant contrecarre le mouvement, et que loin d'accrottre la vitesse, il la diminue; ce qui, d'après les théories actuelles sur la chaleur, abaisse la température au lieu de Télever. 11 n'en est plus de même quand le courant, devenant plus fort, les forces moléculaires doivent lui céder, et ne s'opposent plus à ce que les particules prennent la position qu'il tend à leur imprimer, position qu'elles occupent sans lutte dans les corps non cristallisés et dans les liquides.

Ces mouvements moléculaires, qui sont si perceptibles dans l'arc voltalque, n'en existent pas moins dans l'étincelle, quoiqu'ils y soient moins sensibles. Nous en avons vu la preuve dans le transport des particules qu'opère l'étincelle et dans la formation des anneaux de Priestley. Aussi l'étincelle électrique est le résultat comme Tare d'un mouvement très-rapide imprimé aux particules matérielleS| et qui est accompagné d'une forte chaleur et de lumière; mais sa durée excessivement courte rend la perception de ces phénomènes beaucoup plus difficile que dans l'arc qui est permanent. La lumière de l'étincelle n'est-elle due qu'à l'incandescence des petites particules solides détachées du conducteur et des molécules gazeuses ambiantes, ou bien proviendrait-elle en partie aussi d'un ébranlement imprimé directement à l'élher par le mouvement de l'électricité? Il me parait difficile d'admettre que l'électricité puisse agir directement sur l'étber, de manière à y produire des ondulations lumineuses, car il n*y a pas de lumière électrique dans le vide parfait, sauf

248 TRANSMISSION DE l'ÉLEGTRICITÉ.

celle qui provient de rincandescence des particules détachées des. conducteurs par la décharge; et cette lumière se monlre toujours partout où il y a des particules matérielles dans un espace qui n'en renferme que peu. Ainsi, dans le long tube où Ton a fait le vide, on voit la lueur électrique se promener le long de la paroi intérieure du tube de verre à laquelle il reste toujours de Tair ou de la vapeur adhérents. J'ai réussi même à montrer d*une manière frappante la présence d'une substance pondérable là où il y a lumière électrique, jusque dans le vide en apparence le plus parfait. Voici la description d'une eipérieuce qui, quoique faite en vue de Texplication des aurores boréales, comme on le verra plus tard, constate bien le pnncipe bue je viens de poser.

Fig. 220.

J'iQlroduis dans un balloa de verre de 30 à 40 centimètres

de diamètre (âg. 220), par une des deux tubulures opposées dont il est muni, une tige de fer doux de 2 centimètres de diamètre environ^ de façon que Tune de ses extrémités aboutisse à peu près au centre du ballon, et que Tautre ressorte par la tubulure et la dépasse. La tige de fer est recouverte, dans toute son étendue, sauf à ses deux extrémités, d*une couche isolante très-épaisse, formée d*abord de gomme laque, puis d'un tube de Terre recouvert lui-même de gomme laque, puis d*un secoue]^ tube de verre, et*enfin d'une couche de cire bien unie; la couche isolante doit avoir, dans son ensemble, au moins un centimètre d'épaisseur, ce qui donne 4 centimètres de diamètre au barreau ainsi recouvert. Un anneau de cuivre entoure le barreau par dessus la couche isolante dans la portion la plus rapprochée de la tubulure, mais dans l'intérieur du ballon. Cet anneau peut être mis en communication avec une source électrique extérieure au barreau, au moyen d'un fil métallique isolé avec soin, qui traverse la tubulure et se termine extérieurement par un crochet. Un robinet, fixé à la seconde tubulure du ballon, permet d'y faire le vide. Lorsque l'air y est suffisamment raréfié, on fait communiquer le crochet avec le conducteur d'une machine électrique, et l'extrémité extérieure de la tige de fer doux avec le sol, de façon que l'électricité forme dans l'intérieur du ballon une gerbe lumineuse plus ou moins irrégulière, qui part de l'anneau et aboutit à l'extrémité supérieure du fer doux. Mais, au moment où l'on place l'extrémité extérieure de ce fer sur le pôle d'un fort électro-aimant, la lumière électrique prend un aspect tout différent. Au lieu de partir indifféremment de différents points de la surface supérieure du cylindre de fer, elle part uniquement de tous les points de la circonférence de cette surface, de manière à former autour d'elle comme un anneau lumineux continu. Ce n'est pas tout; cet anneau a un mouvement de rotation autour du cylindre aimanté, tantôt dans un sens, tantôt dans un autre, suivant la direction du courant électrique et le sens de l'aimantation. Enfin, des jets plus brillants semblent partir de cette circonférence lumineuse sans se confondre avec le reste de la gerbe. Dès que l'aimantation cesse, le phénomène lumineux

250 TRANSMISSION DE l'ÉLECTRïCITÉ.

redevient ce qu'il était auparavant , et ce qu'il est généralement dans Texpérience connue sous le nom de l*œuf électrique.

N'esl-il pas évident que ces jets lumineux, qui obéissent comme des conducteurs mobÛes à l'action de Taimant, sont, dans ce cas, aussi bien que dans celui de Tare voltalque, composés de particules matérielles traversées par la décharge. Je suis disposé à admettre que ces particules sont gazeuses et qu'elles proviennent de la couche d'air restée adhérente, malgré le vide, à la surface supérieure du cylindre de fer d'où sort le jet électrique qui les entraîne avec lui de manière à former l'aigrette qui, ainsi que nous l'avons vu, est composée de petits filets d'air. D'ailleurs la lumière violacée de ces filets gazeux traversés par la décharge diffère notablement de la lumière blanche et bien plus vive des particules solides détachées des conducteurs, qui se trouvent en plus ou moins grande proportion au milieu de la lueur électrique. 11 existe, entre ces deux apparences, à peu près la même différence qu'on observe entre la lumière pâle de la flamme de l'hydrogène pur ou de l'alcool, et celle de cette même flamme quand on y introduit de petites particules de charbon, ou une lame mince de platine, qui deviennent incandescentes.

Toutefois, M. Neef, qui a fait une élude particulière de la lumière électrique, est disposé à croire que la lueur de couleur bleuâtre qui se manifeste autour des conducteurs chargés d'électricité provient d'une espèce d'atmosphère gazeuse dont tout métal, à l'état solide, est entouré, et que l'électricité rend visible là où elle agit avec le plus d'intensité. La présence de cette atmosphère métallique expliquerait les changements de couleur qu'éprouve la lumière avec la nature des métaux entre lesquels jaillit Tétincelle d'induction. M. Neef l'a observée avec le zinc qui donne une lumière bleue, et le cuivre qui en donne une verte. M. Matteucci a fait la même observation avec des pointes de zinc, de cuivre et d'or. Cependant M. Neef reconnaît qu'avec de l'électricité de frottement, qui a beaucoup plus de tension, l'air et les fluides élastiques peuvent devenir lumineux, ce qui explique pourquoi les divers gaz produisent une lumière de couleur différente. 11 est bien probable qu'il en est de même

CUUilUR ET LUMIÈRE ÉLECTRIQUES. 251

avec la lumière de rétincelle d'induction, et que les différences que présente sa couleur, suivant les métaux entre lesquels elle éclate, tiennent au mélange des particules métalliques incan* descentes avec les particules gazeuses également lumineuses. Nous avons déjà parlé, dans le § 6, du travail intéressant de Neef, qui a appliqué le premier avec succès le microscope à rétude des phénomènes lumineux de Téleotricité en examinant avec soin, avec le secours de cet instrument, toutes les particularités de rétincelle d*induction. Ce physicien avait cru devoir distinguer les deux pôles quant à leurs propriétés calorifique et lumineuse, attribuant au pôle positif le dégagement do la chaleur, la réduction en poussière et la volatisation de la substance de Télectrode, et au pôle négatif la production de la lumière primaire, c'est-à-dire de la lumière qui ne provient pas d'un accroissement de température. L'existence de cette lumière, qu'il uomme Jlammes froides, parait à M. Neef trèsdistincte de celle qui résulte de l'incandescence et de la combustion des particules solides détachées des électrodes, et il la considère comme étant de même nature que la lumière phosphorique qui ne semble pas également douée de chaleur; celte lumière est donc, suivant lui, indépendante de la chaleur, tandis que la lumière secondaire est due à la chaleur qui, provenant du pôle positif, produit l'incandescence et transporte au pôle négatif des particules de l'électrode positif, quand elle acquiert un certain degré d'intensité; la chaleur et la lumière * 86 confondent alors, mais non dans leur origine. C'est en diminuant suffisamment l'intensité de l'étincelle d'induction qu'on parvient à ne plus avoir de lumière qu'à l'électrode négatif, et pour cela M. Neef se sert d'une petite rondelle et d'une pointe de platine entre lesquelles il fait jaillir cette étincelle au moyen d'un appareil semblable à celui de la figure 149 *, dont il peut diminuer la force à volonté '. Selon que le courant d'induction a l'une ou l'autre direction, c'est tantôt la pointe, tantôt la

' Tome I , page 393.

' Le moyen le pins simple de faire varier rinteDsité du courant d'induction, 6fit de mettre dans son circuit une petite colonne d*ean placée dans un tube dans lequel pénètrent deux pointes métalliques qu*on peut rapprodier plus ou moins.

252 TRANSMISSION DE l'ÉLEGTRICITÉ.

rondelle qui s'illumine d'une lumière violette, tandis que l'électrode opposé reste obscur. Riess, comme nous Tavons vu, a montré que le phénomène lumineux de Neef est analogue à celui de la décharge obscure de Faraday, et qu'on peut également le produire au moyen d'un fort courant d'induction transmis dans l'air raréfié entre deux boules, dont l'une, la négative, est lumineuse, et l'autre, la positive, reste obscure. Il a fait voir qu'avec une raréfaction moindre le pôle positif devient aussi lumineux, ce qui prouve que le dégagement de lumière n'est point une propriété exclusive du pôle négatif.

L'idée de Neef de lier le dégagement de lumière et de chaleur à la nature de la polarité, négative ou positive, ne nous parait donc pas fondée, d'autant mieux qu'il n'y a plus de polarité dès qu'il y a décharge ou courant et que la chaleur et la lumière ne sont développées qu'autant qu'il y a électricité en mouvement. Toutefois, il y a deux faits bien démontrés : le premier, que dès qu'il y a transmission d'une décharge ou d'un courant électrique à travers un mauvais conducteur, l'électrode positif éprouve une augmentation de température et une désagrégation mécanique que n'éprouve pas au même degré le négatif; le second, que l'émission de la lumière n'est pas toujours identique aux deux électrodes, et que, suivant les circonstances qui accompagnent la transmission de l'électricité, elle est plus forte à l'électrode positif ou au négatif. Je suis disposé à croire que ces différences tiennent essentiellement à la nature du milieu interposé entre les électrodes, ainsi qu'à la nature et la forme des électrodes eux-mêmes, ainsi que cela résulte des expériences faites avec l'arc voltalque. Peut-être aussi, dans certains cas, les altérations chimiques qu'éprouve le milieu traversé par l'électricité ne sont-elles pas complètement étrangères à ces effets. Mais avant d'en rechercher davantage l'explication, essayons d'étudier mieux que nous ne l'avons fait la lumière électrique elle-même, ses propriétés spéciales et ses effets; nous trouverons dans celle étude un moyen d'en mieux approfon-

et de manière que le trajet du courant à travers Veau soit plus ou moins long; c'est cet appareil qu*on appelle modérateur.

dir la nature et d*en mieux expliquer les diverses appai*ences. Bien yite après la découverte de Tare voltalque oo avait remarqué que, tant sous le rapport de Tintensité que sous celui de ses autres propriétés, cette lumière avait beaucoup de ressemblance avec la lumière solaire. Brande avait montré qu'elle détermine immédiatement la combinaison du chlore et de rhydrogène; j'avais observé moi-même qu'on peut obtenir une empreinte au daguerréotype d'un buste en plâtre éclairé par cette lumière. J'avais également constaté qu'elle ne présente aucune trace de polarisation, autre analogie avec les rayons du soleil. Plus tard, MM. Fizeau et Foucault, en comparant les deux lumières, soit entre elles, soit avec celle qui est produite par les ga2 oxygène et hydrogène projetés sur de la chaux, avaient confirmé cette analogie ; car ils avaient trouvé que, tant sous le rapport de leur action chimique sur une plaque iodurée de daguerréotype que sous celui de leur simple action lumineuse appréciée par la comparaison des images reçues sur un écran translucide , l'intensité de la lumière des pointes de charbon produite par 46 couples de Bunzen est à celle de la lumière solaire comme 1 : 4, et même couame 1 : 2,5 avec trois séries parallèles, soit 46 couples à surface triple, tandis qae l'intensité de la lumière des gaz oxygène et hydrogène est à celle de la lumière voltalque comme 1 : 35 ou comme 1 : 56 avec les 46 couples à grande surface. On voit donc combien la lumière électrique est plus rapprochée de la lumière solaire que de celle qui est produite par la combustion du mélange gazeux. Une chose assez remarquable, c'est qu'on arrive au même résultat, soit pour les intensités optiques, soit pour les intensités chimiques, ce qui prouve que ces deux intensités sont dans le même rapport. Je dois ajouter que la lumière voltalque soumise à l'expérience était fournie par l'extrémité de l'électrode positif, qui paraît être la portion la plus brillante de l'arc formé par deux pointes de charbon. M. Despretz» dans ses recherches sur l'arc voltalque, a bien constaté que, si l'arc croit en longueur avec le nombre des couples disposés en série, l'intensité de sa lumière, passé une certaine limite, ne suit pas la même progression, mais augmente avec la surface. Ainsi, au delà de iOO couples, l'in-

TRANSMISSION BS l'ÉLEGTRIGITÉ.

tensité ne s'accroit pas sensiblemeDlsi on augmente même jusqu'à 600 le nombre des couples en série, tandis que Tare devient 6 à 7 fois plus long; mais si on dispose ces 600 couples en six séries parallèles de manière à avoir iOO couples à grande surface, alors Tintensité de la lumière croit presque proportion* nellement à cette surface.

Casselmann, en opérant avec des pointes de charbon prépa* rées comme le charbon des piles de Bunsen, mais qui avaient été plongées dans une solution, soit de nitrate de strontiane, soit d'acide nitrique, etc., avait trouvé que ces pointes produisent une lumière beaucoup plus égale et plus permanente que celle qu'on obtient avec du charbon pur; seulement elle est diversement colorée, suivant la nature de la solution dans laquelle les pointes de charbon ont été plongées.

Voici un tableau qui renferme le degré d'intensité de la lumière pour chaque arc, avec la force du courant correspondant, mesuré au moyen d'un galvanomètre à tangente placé dans le même circuit dont l'arc fait partie. L'intensité lumineuse est rapportée à celle d'une bougie de stéarine prise pour unité.