MOYENNE

CoiTre.

Laiton.

Fer.

Étain.

Plomb.

Zinc.

En classant les métaux d'après raccroissement qu'ils peuvent produire dans l'intensité de rétincelle, on obtient l'ordre suivant :

Praiier tableu.

Deiudèiiie Ubleto.

Fer.

Cuivre.

Laiton.

Fer.

Étain.

Zinc.

Plomb.

Zinc.

On voit, d'après ce classement, que les métaux forment deux groupes distincts entre lesquels il existe une différence d'action très-notable, tandis qu'elle est très-légère entre les métaux du même groupe. Ces deux groupes comprennent : l'un, le cuivre,

262 TRANSMISSION I» L*ÉLSCT1UGITÉ.

le fer et le laiton, et l'autre, l'étain, le zinc et le plomb. Or, ce classement est le même que celui qu'on obtiendrait en ayant égard à la ténacité de ces métaux, ceux qui ont le moins de ténacité donnant une lumière plus vive que ceux qui en ont plus. Comme d'un autre côté l'inspection à la loupe des boules qui ont servi à la production de nombreuses étincelles montre qu'elles sont profondément altérées aux points d'explosion, surtout celles d'étain, de zinc et de plomb, on est forcément conduit à reconnaître que le phénomène lumineux tient à des effets d'arrachement qui varient avec la ténacité des métaux et non avec leur fusibilité, puisque des métaux ayant des pointe de fusion très-différents donnent au photomètre la même intensité '. Au reste, cet ordre est aussi celui que H. Matteucci avait trouvé en classant les métaux d'après la conductibilité de l'arc auquel ils donnent naissance. Des expériences faites successivement avec des boules de laiton dont les surfaces étaient polies ou dépolies, étamées ou amalgamées, en démontrant que c'est la surface du métal et non sa conductibilité propre qui exerce une influence sur l'intensité de la lumière, confirment que cette intensité augmente lorsque les métaux sont facilement transportés par la décharge. Mais il est probable aussi, comme nous le verrons dans l'instant, que la nature même des particules transportées contribue pour sa part à l'effet observé.

Cette influence de la natitf e des particules est surtout sensible quand on étudie les spectres formés par le passage, à travers un prisme, de la lumière des étincelles électriques. Déjà WoUaston et surtout Frauenhofer avaient trouvé que le spectre de la lumière électrique diffère de celui des autres lumières artificielles et de la lumière solaire par la présence de plusieurs raies très-claires, dont une en particulier qui se trouve dans le vert est d'une clarté presque brillante en comparaison du reste du spectre. M. Wheatstone, ayant étudié le phénomène en se servant pour électrodes de différents métaux, avait remarqué que les

' M. Rie8s avait déjà montré que TelTet de pul?érUation qu'éprouvent également les métaux par les décharges ne dépend point d'une fusion, tnais est le fé^ sulut direct d'une désagrégation moléculaire opérée par le passage de rëleetftdté, laquelle doit Béoesiairemedtidttuleamémes eirconitiiiees, virier aveeUtéudlé.

CHiLBUR KT LUMIÈRE ELECTRIQUES. 263

raies brillaoiet diffèrent eD nombre et en position suivant le métal employé, et que, lorsque l'étincelle part entre des boules de métaux différents ou faites d'alliages divers» on aperçoit sî^ moltanément les raies brillantes appartenant à cbacun des deui métaux. ÏA savant physicien anglais avait opéré avec la lumière éteotrique produite, soit pat les piles, soit par les macbines d'induction, soit par les machines électriques ordi* naires. M. Despretz et M. Foucault ont fiait plus tard un examen plus complet du spectre de Tare voltalque. Le premier a trouvé que les raies brillantes de Vârc produit entre deux pointes de oharbofei solit fixes et indépendantes de l'intensité du courant ; car il s'est assuré qu'en passant de 100 éléments à 600 disposés, soit oonëécutivèment, soit en séries parallèles de 100, une raie jaune ou bleue amenée en coïncidence avec le fil de la lunette reste parfaitement à la mâme place. Le second physi*» eien, M. Foucault, ayant observé dans ce même spectre und ligne double située sur la limite du jaune et de l'orangé, rappe* laùt par sa forme et sa situation la raie D du spectre solaire^ voulut savoir si elle lui correspondait, et pour cela il fit tomber sur Tare lui-même Une image solaire formée par une lentille convergente, ce qui lui permit d'observer, superposés l'un à l'autre, le spectre électrique et le spectre solaire; il s'assura ainsi que la double ligne briUantô de Tare coïncidait av^ la double ligne noire de la lumière solaire. On retrouve cette raie D dans les arcs formés par d'autres matières, et quand oïi emploie comme électrodes des métaux qui ne la font apparaître que difficilement, tels que le fer et le cuivre, on peut la faire revivre avec une grande intensité en les toudiant avec la potasse ou là soude. En faisant concourir les spectres des divers arcs avec celui de \h lumière solaire, on trouve que les raies possèdent toutes les nuances que leur assigne leur réfrangibilité ; mais ce qu'il y a de plus frappant, c'est que parmi ces raies il en est qui possèdent une intensité absolue énormément supérieure h oelle du rayon solaire correspondant. Ainsi, dans l'arc de l'argent, on trouve une raie verte d'un éclat éblouissant, véritable source de lumière simple et qu*on peut rendï'e aussi intense que Ton veut. Le physicien qui a étudié avec le plus de soin et de la ma-

264 TRANSMISSION DE l'ÉLEGTEIGITÉ.

nière la plus complète les spectres de la lumière électrique est encore M. Masson, qui s'est servi, pour cette étude, soit de la lumière de l'étincelle produite par la décharge des condensateurs, soit de celle de Varc voltalque. 11 a trouvé dans le spectre de Tétincelle électrique dégagée dans Tair toutes les couleurs du spectre solaire*, et il s'est assuré que les raies brillantes qui le sillonnent sont bien de la même couleur que la partie du spectre de la même réfrangibilité, quoique quelquefois, lors* qu'elles ont trop d'éclat, elles apparaissent comme de la lumière blanche sur un fond coloré. Du reste, en augmentant l'intensité de l'étincelle, on rend bien les raies plus brillantes et plus vives, mais on ne change ni leur position, ni leur nombre, ainsi que M. Despretz et M. Foucault l'avaient déjà remarqué pour les raies du spectre de l'arc. On peut également, par un accroissement d'intensité, étendre le violet qui est toujours le plus faible dans le spectre de la lumière électrique, mais on ne peut jamais étendre le spectre du côté du rouge; propriété semblable à celle que M. Matthiessen a reconnue dans le spectre de la lumière solaire, avec laquelle, comme on le voit, soit par cet exemple, soit par ce qui précède» la lumière électrique a une grande ressemblance.

La partie la plus importante des recherches de M. Masson est celle qui concerne les modifications qu'éprouve^ la distribution des raies quand on change la nature des métaux entre lesquels s'échappe l'étincelle. Il a constaté que ces raies différent en nombre et en intensité, mais qu'il y a cependant un certain nombre de raies communes, c'est-à-dire qui demeurent les' mêmes dans tous les spectres, ce qui indique la mesure de leur déviation qui est partout semblable, tandis que les déviations des autres sont très-diiférentes. Les valeurs de ces déviations ont été déterminées avec soin par M. Masson pour un très-grand nombre de raies dans les spectres produits par rétincelle dans les cas où les électrodes étaient faits des suIh stances suivantes : charbon^ cadmium y antimoine^ bismuth^

^ Il a également constaté» comme je Tavais déjà fait, mais d*une manière plus complète, qoe la lumière de Tare même ne présente jamais aocane trace de polarisation.

CHiLBCB £T LIIHIÈBE ÉUCTRIQUSS.

Charbon.

— |oraDgé {Jaune

Fig. 224.

Vcrl

Bleu

Violet

Cadmium.

limite do spectre

yjauoe

Yiolel

Ugoe limite

Fig. i25.

Antimoine.

Zinc.

Fig. 226,

Ci«

**îl

Houge

Oreogé

Jaune Baie dans la limite

Vert

Vert Vert Bleu Bleu Bleu Indigo

Violet

Fig. 227.

phmby éiain^fer et cuivre. Ces nombres pourront peut-être une fois servir à établir le rôle propre de la nature des particules

266 TRANSMISSION M L*iLIGTRICITÉ.

daDS la production de la lumière; pour le moment ils démontrenty par le seul fait qu'ils diffèrent les uns des autres, Texistence de ce rôle. Nous ne les rapporterons pas ici; Aous nous contenterons de quelques remarques. Le charbon (fig. 224) donne dans le violet beaucoup de raies très-brillanteSy mais très-fines; à la fin du violet elles sont séparées par des intervalles absolument obscurs, vu la faiblesse de lalumière. Le cadmium (fig. 225) est de tous les métaux essayés celui qui donne le spectre le plus beau et le plus net; il est surtout remarquable par des raies vertes et bleues très-brillantes. Le spectre de Fantimoine (fig. 226) est sillonné par une multitude de raies très-brillantes, beaucoup plus nombreuses que dans le spectre des autres métaux. Celui du zidc (fig. 227) contient un vert pomme très-caractérisé; il est assez curieux qu'il diffère autant de celui du cadmitim. Le cuivre donne un spectre remarquable par le nombre des raies fines et brillantes du bleu et du violet; ceux de Télain et du fer, du bismuth et du plomb, ne présentent rien de particulier, sauf l'étendue du violet et le nombre des raies assez confuses que renferme cette couleur.

Au lieu de l'étincelle, on peut employer comme lumière électrique celle qui est produite dans l'arc voltalque, et on obtient avec les électrodes de différente nature des spectres parfaitement semblables à ceux que donne Tétincelle dans chaque cas. Si la pile dont on fait usage est passablement forte (50 à 100 couples de Bunzen ), on a des spectres magnifiques qui se projettent sur des écrans, comme le spectre solaire avec lequel ils rivalisent d'éclat. Seulement, pour faire ces expériences, il faut donner à la lumière de l'arc voltalque une fixité qu'elle n'a pas naturellement. Dans ce but on fait usage d'un appareil qui, au moyen de la combinaison d'une force mécanique et de l'attraction exercée par un électro-aimant sur une pièce de fer doux liée au système, rapproche les pointes qui servent d'électrodes dès qu'elles sont trop éloignées pour que Tare puisse s'établir entre elles, sans cependant leur permettre de venir en contact, ce qui le ferait disparaître.

Plusieurs physiciens ont imaginé et construit des appareils fondés sur ce principe; dans le nombre de ces appareils^ celui

CHALEUR ET LDMltftE ÉLECTRIQUES. 267

de M. Duboscq nous parait Tun ded plus satisfaisants ; il est destiné essentiellement à prodtdre Tare entré deux pointes

Fig, ftS.

de charbon , mais il s'adapte également bien à la production des arcs produits avec des électrodes d'une nature quelconque*

268 TRANSMISSION DE l'ÉL£GTRICITÉ.

Voici en quelques mots sa description (flg. 228). Les deux charbons entre lesquels jaillit la lumière brûlent au contact de Tair, se raccourcissent à chaque instant; il faut en conséquence un mécanisme qui les rapproche Fun de Tautre proportionnellement aux progrès de la combustion; et comme le charbon positif subit une usure plus rapide que le négatif, il doit marcher plus rapidement au-devant de ce dernier, et cela dans un rapport qui varie avec la grosseur ou la nature du charbon. Le mécanisme doit satisfaire à toutes ces exigences. Les deux charbons sont sans cesse sollicités l'un vers Tautre; le charbon inférieur, par un ressort en spirale qui le fait monter, et le charbon supérieur, par son poids qui le fait descendre. Le même axe leur est commun.

Le courant galvanique est produit par une pile de Bunzen, de 40 à 50 éléments; il arrive aux deux charbons en passant, comme dans les appareils déjà connus, par un électro-aimant creux et caché dans la colonne de Tinstrument. Quand les deux charbons sont en contact, le circuit est fermé, Télectro-aimant attire un fer doux placé à Textrémité d*un levier qui enraye une vis sans fin. Un ressort antagoniste tend toujours à faire dérayer la vis aussitôt qu'un écart se produit entre les deux charbons; s'il est un peu considérable le courant ne passe plus, l'action du ressort redevient prédominante, la vis est dérayée, et les charbons se rapprochent jusqu'à ce que, le courant recommençant à passer entre les deux charbons, le mouvement qui les entraînait l'un vers l'autre se ralentit en raison du retour de la prédominance de l'électricité sur le ressort; la combustion des charbons augmente de nouveau leur écartement, et, avec lui, l'action supérieure du ressort : d'où résulte de nouveau la prédominance du ressort, et ainsi de suite. Ce sont des alternatives d'action et de réaction, dans lesquelles tantôt le ressort l'emporte, tantôt l'électricité. Sur un axe commuu aux deux charbons sont deux poulies; l'une, dont on peut varier le diamètre à volonté, communique par un cordon avec la tige qui porte le charbon inférieur, lequel répond au pôle positif de la pile; l'autre, à diamètre invariable, est eu rapport avec le charbon supérieur ou négatif. Le diamètre de la

poulie, susceptible de varier proportionnellement à lusure du charbon avec lequel elle communique, peut être augmenté de 3 à 5. Cette disposition a pour objet de consenrer le point lumineux à un niveau convenable, quelle que soit la grosseur ou la nature des charbons. Il faut seulement savoir qu'à chaque changement d'espèce ou de volume de charbon on doit faire varier le diamètre de la poulie. Cette variation résulte de celle d*un tambour mobile communiquant avec six leviers articulés près du centre de la sphère; Textrémité mobile des six bras de levier porte une petite goupille qui glisse dans des fentes cylindriques. Ces fentes sont obliques par rapport à la sphère; elles fonnent des plans inclinés. Un ressort en spirale appuie toujours sur Textrémité des leviers, de sorte que si l'on tourne les plans inclinés vers la droite, les six leviers se replient vers le centre et diminuent le diamètre. Si, au contraire, on tourne vers la gauche, le diamètre augmente, et, avec lui, la vitesse de translation du charbon qui communique avec la poulie (voyez V, P" et F", fig. 228). Notons en passant que cet appareil s'adapte merveilleusement à la reproduction de toutes les expériences d'optique, même les plus délicates, et qu'il remplace à cet égard avantageusement la lumière solaire. Nous aurons du reste occasion d'en reparler en nous occupant des applications de l'électricité, en particulier de l'éclairage^

Dans les expériences faites avec l'arc voltalque, le spectre ne présente aucune raie brillante quand la lumière émane de la partie solide du xharbon en incandescence. Ce résultat est d'accord avec celui qu'on obtient en chauffant jusqu'au rougeblanc un fil de platine dont le spectre n'offre également aucune raie brillante'. On n'en remarque non plus aucune dans les spectres provenant de la lumière d'un arc voltalque produit entre deux pointes de charbon plongées soit dans l'eau pure, soit dans l'essence de térébenthine, soit dans l'alcool ;

« Celte absence de raies dans ce eas , constatée par M. Maason , résaltait d^ impllciteroent de recherehes fort intéressantes de M. Draper, sur les intensités Inmineases et calorifiques d'un fil de platine progressivement échauffé par \t courant.

270 TlUMSMlSStON DB L*ÉLBCTBIClrt»

mais si on prend pour électrodes dans Talcool des boules de laiton au lieu des pointes de charbon, le spectre présente de magnifiques raies brillantes ; on remarque alors que le métal a été fondu, puisque le tiers des boules a disparu et que le liquide a été rempli d'une matière noire qui est probablement de Toxyde du métal trèsHli?isé, tandis que, qu wd les électrodes sont de charbon, le liquide conserve sa transparence, ce qui prouve qu'il n'y a pas eu de transport de particules, d'oii résulte qu'il n y a pas eu de raies. Cette abse&ee de transport est très^ sensible dans l'alcool où l'on peut maintenir pendant longtemps la même intensité lumineuse en conservant la môme distance aux charbons. Ajoutons que le spectre de la lumière provenant de l'étincelle électrique produite dans les liquides ne présente pas non plus de raies brillantes; peut-être avec des décharges plus fortes, qui produiraient un transport de la matière des électrodes, en obtiendrait<K)n.

Il serait très-intéressant d'étudier l'influence exercée sur le spectre de la lumière de l'étincelle électrique par un change^ naent dans la nature ou dans la densité du nûlieu ^aaeux où elle est produite, influence qui, comme nous l'avons vu» est si grande sur la forme et la couleur de cette étincelle. M. Masson^ qui a aussi fait quelques expériences sur ce point particulier, a trouvé que la raréfaction de l'air diminue l'intensité des couleurs de manière à les faire presque disparaître, mais qu'elle ne change rien ni au nombre, ni à la position des raies brillantes qui paraissent plus faibles, il est vrai, sur un fond absolument obscur.

Dans l'hydrogène, le spectre de l'étincelle présente les méme$ apparences que dans l'air raréfié. On ne distingue pas les oou^ leurs du spectre, et sur un fond obscur on aperçoit des raies brillantes très-faibles. On sait que l'étincelle elle-même dans l'hydrogène a une lumière rouge^pourpre très-faible, absolument semblable à celle qu'on obtient dans l'air raréfié. Cependant, si l'on veut obtenir Tétincelle dans l'hydrogène, il &ut, pour une même distance explosive, la même quantité d'électrioité que dans l'air sous la même pression, et la décharge a la même intensité dans les deux cas. La différence dans les deux lu-

GHALSI3K ET Lt&lIÈRE ÉLECTRIQUES. 271

mières^ qui feii que celle de rhydrogène devient semblable à celle de Tair raréfié, ne peut donc tenir qu'à ce que les molécules de l'hydrogène donnent une lumière moins tItc que celles de l'air sous Taction de la même déeharge, et à ce que les partieules détachées de l'électrode éprouvent une incandescence moins forte dans le premier gaz que dans le second ^

L'étude détaillée que nous Tenons de faire de la lumière électrique confirme tout ce que nous avoni dit sur le mode de propagation de rélectricitéy en avançant qu'il ne peut avoir lieu que par l'intermédiaire de la matière pondérable. Masson s'est assuré en effet que le vide barométrique ne peut conduire un courant ou une décharge à moins que la tension de l'électricité ne soit considérable, c'est^à^lire qu'elle spit suffisante pour détacher des électrodes des particules^très-divisées. Quant à la lumière, elle est produite par un courant ou une décharge qui, se propageant par l'intermédiaire de la matière pondérable, l'échauffé de la même manière, et suivant les mêmes lois qu'un courant voltalque échauffe et rend lumineux des fils métalliques. L'état des corps (solide, liquide ou gazeux) ne modifie en rien les lois générales de l'action électro-dynamique; c'est ce que Savary avait déjà démontré en obtenant exactement le même degré d'aimantation pour des aiguilles d'acier placées les unes au-dessus d'un tube où l'on avait fait le vide de Boyle, les autres au-dessus d'un conducteur métallique du même dia^ mètre que le tube, faisant l'un et l'autre partie d'un même cuy euit traversé par une décharge.

Quant à la lumière elle-même , elle possède toujours 1^ mêmes propriétés, quels que soient les moyens employés pour la produire, et tous les phénomènes que nous venons d'étudier nous confirment dans l'opinion qu'elle résulte bien de l'incandescence des particules du milieu que traverse la décharge ou le courant électrique, et de celle des particules qui sont détachées des électrodes dont la présence détermine les raies du

* n y a évidemment des particules détachées dans Thydrogène comme dans l'air raréfié, polsque le spectre présente des raies aussi bien dans l'un que dans Tastre.

272 TRANSMISSION DE L*ÉL£GTR1GITÉ.

spectre qui Tarie avec leur nature. H serait intéressant d'étudier avec soin la chaleur qui accompagne cette lumière dans les divers cas où elle est produite. Nous avons vu que dans le cas de Tare voltalque où le transport des particules incandescentes est considérable et continu , la température est trèsélevée. Mais quand il s'agit de l'étincelle^ E. Becquerel a démontré que la chaleur rayonnante est nulle ou très-faible, ce qui tient surtout à son peu de durée, car on sait qu'elle a cependant un pouvoir calorifique assez fort pour déterminer la combinaison des gaz^ de l'hydrogène et de l'oxygène par exemple, quand on la transmet entre deux pointes de platine dans un endiomètre rempli d'un mélange détonnant. Mais dans ce cas même, il faut que la décharge soit assez puissante pour détacher et entraîner des particules des pointes métalliques entre lesquelles elle a lieu, ainsi que l'indique la lumière vive et blanche de l'étiocelle, et que le prouve l'état des pointes quand elles ont servi quelque temps aux expériences. Autrement les simples lueurs qui résultent de l'incandescence seulement du milieu gazeux ne dégagent pas de chaleur rayonnante sensible, quoique avec des appareils très-délicats on doive nécessairement en percevoir un peu.

La lumière électrique jouit encore d'une propriété remarquable, savoir, d'exciter la phosphorescence dans les corps qui en sont susceptibles. Cette propriété est indépendante de celle que possède la décharge de produire le même effet. En effet, si on introduit des fragments de coquilles d'huître calcinées dans de petits tubes de verre fermés hermétiquement et placés eux-mêmes dans d'autres tubes plus larges, et qu'on fasse passer un grand nombre de décharges électriques sur la surface extérieurs de ces tubes, les fragments deviennent phosphorescents en les chauffant; la lumière de l'arc voltalque produit le même phénomène, mais à un moindre degré. L'effet en est dû à la lumière électrique et non à Vinfluence directe de l'électricité , puisqu'en enfermant la même substance phosphorique dans des tubes de verre rouge, jaune et bleu foncé, Seebeck a remarqué qu'au moment où les trois tubes sont exposés à la lumière de la décharge,

CHiXEUR ET LUMIÈRE ÉLECTRIQUES. 273

il n'y a que la substance qui est dans le tube bleu qui de* Tienne lumineuse, ce qui prouve que le Terre bleu est celui qui laisse passer les rayons phosphogéniques de la lumière électrique, comme il laisse passer ceux de la lumière solaire. MM. Becquerel et Biot ont fait un très-grand nombre d'expériences pour étudier l'influence de divers écrans sur la transmission de la radiation provenant de l'étincelle, qui produit la phosphorescence, et ils ont trouvé qu'elle était très-distincte de la radiation lumineuse. Il en est de même de la phosphorescence produite par les rayons solaires, et ceux de ces rayons qui les produisent sont les plus réfrangibles du spectre, tandis que les autres, tels que les rouges, non-seulement ne la produisent pas, mais même la détruisent. Les rayons phosphogéniques de la lumière solaire et ceux de la lumière électrique, sont donc à peu près les mêmes, et probablement aussi les mêmes que les rayons chimiques. La propriété phosphogénique de la lumière électrique est donc entièrement liée avec sa propriété chimique que nous avons déjà constatée, et il ne faut nullement la confondre avec la propriété que possède l'électricité agissant directement sur les corps, de les rendre phosphorescents ou de troubler leur état chimique.

Au reste, la lumière des corps phosphorescents a tellement de rapport dans ses différentes teintes et dans son intensité avec la lumière que développe l'électricité dans certains cas, qu'il est bien difficile de ne pas lui reconnaître une identité d'origine. La phosphorescence est donc très-probablement une lueur résultant de petites décharges électriques qui s'opèrent à traders l'air adhérent à la surface des corps doués de cette propriété; et ce qui rend cette hypothèse plus probable, c'est que, outre la similitude d'apparence, on remarque que tous les moyens et toutes les circonstances qui produisent et favorisent le développement de la phosphorescence, sont les mêmes qui produisent et favorisent le dégagement de l'électricité, comme nous aurons occasion de le voir quand nous étudierons les sources de l'électricité ; et c'est surtout que le procédé le plus propre à rendre les corps phosphorescents est de les faire traverser par une décharge électrique, et par conséquent de leur. donner