II. 3U

iGb S0UBCK8 M L'ÉLlGimiCITÉ.

M. Forbes, qui a fait un grand nombf^ d'expérieBoea sur ce sujet, a trouvé on cristal de tourmaline dont la structure pa^ raissait régulière à la vue, mais qui jouissait de la propriété «Kiraordinaire de présenter, an se refroidissant, un pàk d'éleetricilé positive à chacune de ses extrémités. Hais il a observé que ia portion centrale du cristal possédait un excès d'électricité négative. Tout porte à croire que oe cristal était une macle, c'est-à-dire un cristal formé de deux autres accolés par les faces symétriques qui possèdent par conséquent la même polarité éle<^rique. M. Forbes , dans les nombreux échantillons quil a examinés, a trouvé, contrairement à M. Becquerel, qu'en général les morceaux de tourmaline les plus bngs sont oeux qui donnent les signes électriques les plus mtensas, i section égale; umûs il ne parait pas exister de npport entre la longueur â Tintensité.

Le silicate de zinc est un des cristaux les plus partaitemeait électriques; le plus léger changement de température suffit pour rendre son électricité sensible. Son p61e analogue est le seul qui soit parfaitement eristallisé, le pôle antilogue est en géaérâl tronqué et présente très-rarement les faces naturelles, vu que raccroissement du cristal s'opère par cette extrémité. Du reste, les deux extrémités polaires, comme dans tous les cristaux électriques, ont une cristallisation différente. La forme primitive du silicate de zinc est un octaèdre rectangulaire, mais il se présente en prismes hexaèdres à sommets dièdres^

La ^eoUsdie (silicate de chaux et d'alumine ^) se présente sous la forme de cristaux groupés ensemble de manière à ne posséder qu'une seuk extrémité cristallisée régulièrement, laquelle est pyro-électrique et forme le p^ antilogue, tandis que le

* Composition de la scolézite :

Silice 46,25

Alumine. 24,83

(Hiaux. ...... 14,20

Soude 0,39

Eau. ....... 13,Si

iLKCTRIClTÉ P!U)9lfint PAU l'aCHOM M LÀ CHALEUR. 467

pôle a^aloguB aérait à TeKiréimté «uif dfée et où eonverg«nt les ramîâeatioae; mm le faîaeeatt (sriMellieé ee néeont le plue souvent au poiQt de cooTergeiifie en une messe ^mise senrie qui a*e«t pas él^^trique e( ^uioele devîeitf que Uteù Foo petit di^twgner des aigi^lles orisMdJiiAfi. neUeiiieot foiwées; son axe électrique se ^onfead trea soo aie cnetalUn. La bcdI^ site qui est très^Bucileeœot éle^nsablê, lest encore, wamie M. Brewster l'a remarqué, quand ïAâme la ohaknir en lui enl^* yant son eau de cristallisatioD l'a convertie m une poussière blanche, ce qui prouve que e'est aui particules. seules des cristaux et non à leur masse, qu'appartient la, pyro-électricité* U arrive souvent que les çrietaux de la scoléiite étant madés^ les eitjpéinités qui ont des pâles opposée sont réunies et qu'il n'y a pas dévd^ppement sensible d'éleetriaté par la ckaleur; maïs 9) <m enlève par le polissage Tun des cristaux qui foripeot la maele, l'autre est toujours éleetrique.

Vwintie (silicate de chaux et d'almmne <) est faSikment électrique; il fout la chauffer jusqu'à 190^ pour avoir des signes d'électricité, et certains échantillons même très^biea cristallisés quelquefab n'en donnent point* En géieéral les pèles antilogues sont plus énergiques que les eaalogues; il semble^ rait que l'axinile est formée de deux cristaux dacis leequels les axes électriques ont une direotion opposée.

ta bpracit$ (magnéÂe boratée) est fortement électrique) elle a quatre axes âectriques ; les quatre pôles antilogues sont sur les foces briUseles du tétraèdre et les quatre pâles analogues

• L'iviDite cootUot jpf^fjl^ d'alnmioa et pUi# 4# (ij^m ^e* la sfpl^im. Voici «a cocopositipo :

mi^, ...... 4?,68i(

Alumine 1-6,630

diaax 20,eT0

Q»y4« linrl<|M. . e,4M

OxyleiMASMUiae. ,. ^ S,Q(0

ItofO^i*. t,700

Potasse 0,640

Acide boriqae. ... 5,610

«W J»lii

468 sotJBCES DE l'électricité.

sur les aDgles du cube, car la boracite se préseule à nous sous la forme d*un cube modifié la plupart du temps sur les arêtes et sur les angles solides, de telle sorte que ces derniers dérogent complètement à la loi de symétrie. Réduite en poudre la boracite est encore électrique, quoiqu'on ne puisse découvrir au microscope de formes cristallines dans les grains de pous« sière qu'elle forme. La boracite semble présenter une exception à la loi générale que les électricités opposées ne se manifestent au même pôle qu'autant qu'il y a inversion dans la marche de la température. En efTet en chauffant de la boracite dans de la grenaille de plomb avec toutes les précautions possibles, on voit le pôle antilogue, par exemple, donner constamment de l'électricité négative avec une température ascendante jusqu'à 204"*, puis en donner de la positive de 204 à 256""; avec une température descendante il donne de la négative de 238* à 2i2", et revient à son état normal en donnant de la positive au-dessous de 212^. Cette exception n'est probablement qu'apparente, vu qu'elle se manifeste d'autant plus facilement que la masse du cristal est moins homogène. Une différence dans la structure de l'enveloppe du cristal et dans celle de son noyau est nécessairement accompagnée d'une différence dans la conductibilité pour la chaleur et dans le développement de l'électricité de chacune des deux parties. Dès qu'on sort la boracite du creuset où elle a été chauffée pour l'exposer à l'air, la surface est facilement refroidie et recouvre un noyau encore chaud, de sorte que l'électroscope doit indiquer la différence entre deux électricités opposées, savoir celle de l'enveloppe qui reçoit la chaleur du noyau central et celle de ce noyau qui se refroidit. L'électricité négative provient du noyau; aussi pour que l'électricité qui vient de l'enveloppe l'emporte, il faut chauffer celleci très-fortement. Il peut arriver que l'électroscope ne manifeste point d'électricité conmie cela a lieu aussi après le plus fort échauffement pour la tourmaline, l'axinite et la topaze, ce qui tient, dans tous ces cristaux également, à ce que l'électricité du noyau est dissimulée au commencement par celle de l'enveloppe qui est de nature contraire. Or, il se trouve que cette dernière peut l'emporter sur la première dans la boracite, à cause

ÉLKCTEI€1TÉ PB<H>U1TE PAR L*ÀGTieif DS LA CHALEUR.

de la structure particulière du cristal et de sa facilité à devenir électrique.

lia rhodisùe ressemble beaucoup à la boracite quant à sa forme et à sa manière d'être sous le rapport électrique; aussi nous ne nous en occuperons pas.

lia prehnite (sUicate de chaux et d'alumine ') présente dans sa pyro-électricité un caractère particulier, c'est que ses deux axes électriques sont tournés Vun vers Tautre de telle manière que les pdles analogues se confondent en un seul, tandis que les antilogues sont distincts, ce qui fait que le cristal est tripolaire. Ainsi la petite diagonale de la base donne la direction des deux axes dont le pôle analogue commun est au milieu de cette ligne, tandis que les deux pâles antilogues sont à ses extrémités, et cela a lieu pour toute la masse du cristal. Il en résulte que les arêtes latérales de la base trcmquée possèdent Félectricité antilogue dans toute leur étendue , tandis que Télectricité analogue se tjrouye au milieu de la face. On nomme centraux-polaires les cristaux dont les pôles électriques sont ainsi disposés.

La topaze (fluosilicate d*alumine ' ) est un cristal du même genre; elle possède aussi deux axes électriques dans la direction de la diagonale la plus courte de la base du prisme.

' Voici sa composition, qui diffère notablement de celle de la scolézite et de l'axinite:

Sillcc 44,10

Alumine 24,26

Chatix 2G,43

Protoxydo de fer. ... 0,74 Eao 4,18

99,71 Il y a quelques variétés qui renferment moins de chaux et plus de protoxyde de fer.

^ Voici la composition de la topaze :

Silice 34,36

Alumine 57,74

Acide fluoriquc 7,77 .

470 SOtM»il DK L*âLËGtt»C1TÉ.

Les detix pMes atialogtieft s<mt au milieu dé la éourté diag(ynale, les deux pôles antilogues sont daus les arêtes latéfales troiiquéeSé Une topaze qui aurait Une forme eomplèt«, e*é9l-àdire celle d*un prisme à quatre faceè aveo des eiLtrémilés poiu^ lues à quatre pans^ ne serait point Métrique à ses deux eitré^ aûtés, mais Téleetricité antilogué ie présenterait dur les arêtes latérake tronquées dans loute leur étendM et de là diminue^ mit rapidement sur leâ ftuces latérales, et âisparèHtrait verd les arêtes latérales Tites ainsi que sur ces arêtes mêmes. Il n*y aurait point d'électricité analogue mr toute la surfitce du cris^ tal; elle serait toute intérieurement. Mais en fait les topazes s*écartent beaucoup de ce caractère normal. En altérant une arête latérale tire on protoque la présence de l'éleetricité ana*logue^ les arêtes terminales mêmes reçoivent de rélectricité des pmnts électriques qui eu sont le plus rapprochés, et la pointe terminale quand elle est tronquée , ce qui est le Cas ordinaire, dégage une faible électricité analogue. Il résulte de là, que la distribution de& électricités analogue et antilogue est singulièrement modifiée dans la topaze, soit par des irrégularités uturelles dans soU état cristallin, Mit par oelled que déterminent des ruptures artificielles.

M. Forbes, qui a étudié la pyro-électricité de la topase et de la boracite, a trouvé, comme l'avait déjà remarqué M. Becquerel, que l'intensité de l'électricité atteint son maximum quand la vitesse du refroidissement est devenue comparaliyement plus faible. Il a observé en {)ailiculier que la topaze possède la propriété de conserver son électricité longtemps après que la température a cessé d'éprouver des changements. Cet effet dépend uniquement de la conductiUlité de la pierre, car on conçoit très-bien qu'il puisse se faire que le cristal devenant moins conducteur à mesure que la chaleur diminue, la recomposition des deux électricités mette plus de temps à s'ef»fectuer. Ainsi ayant obtenu une déviation de U5* de Taiguille de l'électromètre de torsion de Coulomb, en lui présentant un cristal de tourmaline peu d'instaUU après qu'il était devenu électrique par la chaleur, au bout de 20^ la déviation était à]peine diminuée; au bout de 40"^, elle était encore

ÉLECTRICITÉ PROStlTE PAR l'aQTMSI » LA CHALEUR^ 471

de 9S^ et an boni de 00^, de 8S^. Aprèa plusieurs heures le métal était encore fortement éleotrique^M. Forbes a obtenu des résultats semblables avec pluaieiirs autres cristaux; il hiî paraissait, diaprés ses reéherefaas, que dans tous les minéraux la difficulté qu'éprouvent les deux éleetrioîlés à se séparer, et par conséquent à se reèombkièi*^ augmente aveo leur masse; de le résulte que des cristaux minces sont plus fhcikmeAl élec^^ ques par la chaleur, mais le demeurent mdns longtemps.

La metmtêy le spatA pesant et le crùtai de roche donnait dans quelques cas des sigoes de pyro-éleetridté; mais ces si^ee sont |teu réguliers, et on n'a pas eaedre réussi à déterminer les axes électriques de ces cristaux.

Un très-grand nombre de cristaux, outre ceux dont nous avons parlé, ont été examinés avec soin par MM. Rose et Hissa et n'ont manifesté aucune traée dé pfro^eckricité; inaia ces résulti^ négatife ne soirt pas complètement eoncluanis. En effet, on troute souvent parmi les cristaux pyro^niiectriqilesdM échantillons qui ne le sont pas, soit par l'effist/dq quelque cause qui augmrate leur conductibilité intàîeure, soit par un mode de groupement de leurs molécules intégrantes qus dissimule Tétat électrique que développe dans œa molécules le mouvez ment de la chaleur. Il peut donc arriver que parmi les cri^uy qni jusqu'ici n'ont pas paru pyro-électriques, on trouve des échantillons qui soient de nature à l'être.

Indépendamment des cristaux naturels, il s'en trouve plu* sieurs d'artificiels qui sont aussi pyro-^ectriquea ; l'un des principaux est la strumte qui est un phosphate ammoniacal de magnésie formé par la décomposition prolongée de UMtières animales. La struvite est un prisme rbomboédtique vertical, terminé à l'une de ses extrémités par une surface plane, et à l'autre par les faces d'un prisme transversal. Elle a un seul axe électrique qui est dans la direction du prisme vertical; le pâle analogue est à la face terminale droite et le pôle antilogue est à l'arête du prisme transversal de l'autre face. Le cristcll devient facilemeui électrique; la chaleur de la main suffit pour rendre sensible l'électricité de ses deux pôles.

Outre le cristal que nous venons de nommer, trois autres

472 sotmcEs m l'électricité.

également artificiels parmi tous ceux que Brewster a étudiés, ont été reconnus généralement comme pyro-électriques; ce sont le sucre et les deux acides racémiques. 11 faut avoir soin de ne pas prendre Tacide racémique ordinaire, car il est très-peu pyro-électrique, tandis que Tacide uvique qui sous le rapport chimique lui est semblable, Test très-fortement. Cela tient à ce que, conmie M. Pasteur Ta démontré, Tacide racémique est formé de deux acides chimiquement identiques, mais qui sont dissymétriques sous le rapport moléculaire, Tun Taisant tourner le plan de polarisation à droite, et Tautre le faisant tourner à gauche. Or ces deux acides, dont le premier est identique à l'acide uvique, sont également doués d'une très-forte pyro* électricité; ils ont un seul axe électrique dans la courte diagonale de la base du prisme.

En résumé il résulte de Tétude détaillée que nous venons de faire de la pyro-électricité des cristaux, que ce phénomène est probablement beaucoup plus général qu'on ne le croit, mais qu'il n'a lieu qu'autant que la substance est à l'état cristallin et qu'il exige pour se manifester une dissymétrie dans cet état; ajoutons que la propriété qui donne naissance au phénomène appartient non à la masse, mais à chaque molécule du cristal, qu'elle est due très-probablement à la manière dont les atomes sont groupés pour former la molécule intégrante et à la rupture de l'équilibre électrique qu'entraîne dans cette molécule le mouvement de la chaleur.

M. Becquerel estime aussi qu'il s'opère par la chaleur dans les cristaux une dilatation qui sépare les plans de clivage, ce qui produit un dégagement d'électricité analogue à celui qui a lieu dans le clivage, comme nous le verrons dans le chapitre suivant. En effet, quand on clive une topaze dans le sens perpendiculaire à l'axe, les deux faces séparées se trouvent dans deux états électriques différents, de sorte qu'on peut concevoir la chaleur comme opérant une espèce de clivage et libérant les deux électricités qui semblaient être dissimulées avant la rupture.

Nous reviendrons du reste, après avoir étudié les effets électriques de la chaleur dans les corps conducteurs, sur cette

iofluence remarquable de rarrangement des particules dans les phénomènes pyro- et thermo-électriques.

S 8. Ë^égwkgeiaent d'éleetrlcité par Taettoii ealoriflqae dans lea eorps bons coadvcteara, — Coaraata thermo-électriqaes*

M. Seebeck découvrit en 1823 qu^on peut déterminer un courant électrique dans un circuit tout métallique uniquement en établissant une différence de température entre un point de ce circuit et les autres. La première expérience fut faite en formant) au moyen d'un barreau de bismuth os d'une lame de cuivre «c« soudés bout à bout, une espèce d'arc (fig. 267), dans l'intérieur duquel une aiguille aimantée a b reposait par sa chape sur une pointe. L'appareil étant placé dans la direction du méridien magnétique pour que l'aiguille librement suspendue fût bien parallèle aux deux pièces métalliques entre lesquelles elle était placée, il suffisait de chauffer légèrement avec une ^îg* 3^^lampe à alcool l'un des d^ux points de soudure, pour obtenir dans tout le circuit un courant électrique dont la présence était accusée par une déviation prononcée de l'aiguille. Le sens de la déviation et par conséquent du courant changeait suivant que c'était l'une ou l'autre des deux soudures qui était chauffée; il changeait également quand au lieu de chauffer, on refroidissait la même soudure. 11 est donc nécessaire d'établir une différence de température entre les deux soudures pour qu*il y ait courant ; si elles sont exactement à la même température il n'y a pas d'effet.

Seebeck donne le nom de thermo^lectrique à ce courant et au couple qui l'engendre pour le distinguer du courant et du couple hydro-électriques autrement appelés courant et couple voltaïques.

Seebeck remarque encore qu*en remplaçant le barreau de bismuth par un barreau d'antimoine, mais en ayant soin de laisser toujours la lame de cuivre, le sens du courant devient

474 sotmCÈS de l'électbicité.

inverse dans les mêmes circonstances de ce qu'il était dans le premier cas; ainsi avec cuivre et bismuth, le courant est dirigé du bismuth au cuivre à travers le point chauffé et par conséquent du cuivre au bismuth à travers le point non chauffé; et avec cuivre et antimoine il est dirigé du cuivre à Tantimoine dans la partie chauffée et de Tantimoine au cuivre dans la partie non chauffée. Aussi pour obtenir l'effet le plus grand, il faut former le couple thermo-électrique d*une barre de bismuth (fig. 268) en forme d*arc 9 es' dont les deux extrémités viennent reposer sur les deux extrémités d'un barreau d'antimoine 5^; on substitue à Taiguille du premier appareil une aiguille astatique dont l'axe passe librement à travers une ouverture faite au milieu de la lame de bismuth; il suffit, quand on a diâ^osé l'appa- Fig.les. reil dans le méridien magnétique, de pincer entre ses doigts les deux métaux à Tun de leurs points de contact pour déterminer entre ce point et Tautre une différence de température capable de faire dévier l'aiguille de plusieurs degrés.

Seebeck parvint encore à produire des courants thermo-électriques en composant les deux parties du couple d'un même métal, mais il ne réussit qu'avec des métaux qui ont une texture cristalline bien prononcée, ce qui établit une différence d'homogénéité entre leurs différentes parties, ou avec deux portions du même métal rendues hétérogènes directement, tels que deux morceaux d*acier, Tun doux, l'autre trempé. .

Reprenant cette dernière partie des recherches de Seebeek, divers physiciens parvinrent à produire des courants thermoélectriques dans les corps homogènes. Yelin montra qu'il suffit de chauffer l'une des extrémités d'un barreau de bismuth pour agir sur une aiguille aimantée, en le plaçant parallèlement au-dessus ou au-dessous de cette aiguille : le sens de la déviation varie suivant qu'on approche de l'aiguille Textrémité chaude ou froide du barreau de bismuth; on obtient les mémos résultats pour chacune des extrémités du barreau quand on le chauffe à son milieu et que Ton maintient ses extrémités froides.

iLKCTRlClTÉ PllODUlTE PAR L*iCTlOlY Dt LA CHALEUR. i7«S

Ydin a encore reconnu que l'action thermo-élecirique des barreaux métalliques dépend dé la forme que leur a donnée la fonte et de la manière dont ils ont été refroidis dans leurs différentes parties y ce qui laisse entrevoir une relation entre la eristallisation, oïl généralement entre la constitution moléculaire des métaux et ce genre de propriétés. Il est évident que la différence de température entre les divers points de ces grosses masses métalliques détermine la production de courants sar leur surfaoe, qui agissent sur Taiguille d'une manière analogue aux courants d*induction que produit sur un disque ou sur une tige métallique rapproche d*un aimant. Seulement les courants thermo-électriques ne sont pas instantanés comme ceux d'induction. Quant à la direction de ces courants électriques, elle est liée évidemment avec le sens de la propagation de la chaleur et avec la forme et la texture intérieure des métaux soumis à VexpériéUcè.

M. Sturgeon a obtenu des résultats plus précis avec des barreaux cylindriques et coniques, soit de bismuth, soit d'antimoine; les courants étaient, en général, dirigés de la partie chaude à la partie froide, du moins dans les cônes dont oii réchauffait ou refroidirait la base. Dans les cylindres, la distribution des courants était assei régulière : en chauffant uniformément Ttine deé extrétnités d*un oylindre d'antimoine, on trouvait deux lignes neutres déterminées sur la surface par un plan passant par Taxe du eylindre et des courants dirigés le long â*autres gériét-alrices du cylindre. M. Sturgeon a fait égalé* ment un grand nombre dVxpériences sur des rectangles et des anneaux métalliques homogènes; mais avant de les exposer, MUS devons parler des t^ésultats importants qu'avait (^tenus M. Becquerel longtemps auparavant.

Le procédé de M. Becquerel est tout différent de ceux mis en usage par Seebeck et par les physiciens dont nous avons parlé. Il opérait au moyen du multiplicateur, en ayant soin de se servir d'un multiplicateur à fil gros et court, afin que les courants thermo-électriques, produits dans un circuit tout métallique, ne rencontrassent pas une résistance trop grande dans leur trajet à travers le fil de Tinstrument. Ayant tourné en spirale

476 souBCxs DE l'électricité.

les deux bouts du fil de cuivre du multiplicateur, il montra qu*il suffisait pour engendrer un courant de chauffer Tun de ces bouts à une lampe à alcool et de le toucher avec Tautre demeuré froid; en séparant les deux spirales et en renouvelant le contact à chaque oscillation de Taiguille de Tinstrument, on obtenait des déviations très-considérables. Des fils de platine et d'argent donnent naissance au même phénomène que le fil de cuivre, à Tintensité près, qui varie avec le métal employé: ainsi, avec le platine, Tune des spirales doit être portée au rouge cerise, Tautre restant à la température ordinaire, tandis qu'avec le fil de cuivre il n'est pas nécessaire de chauffer au delà du rouge naissant pour obtenir un courant très-sensible. M. Becquerel, dans ses premières expériences, avait construit, avec chacun des fils sounûs à l'expérience, un galvanomètre multiplicateur complet, mais cela n'est pas nécessaire ; il suffît de fixer à chacune des extrémités du fil de cuivre d'un galvanomètre ordinaire un bout du fil sur lequel on veut opérer, en ayant soin de prendre ces deux bouts assez longs pour que la chaleur ne puisse pas se propager d'une manière sensible jusqu'au point où ils sont en contact avec le fil du galvan(Mnèti*6. Ajoutons que dans les expériences qui précèdent le courant était dirigé de l'extrémité chauffée à l'extrémité demeurée froide à travers leur point de contact, et par conséquent de la froide à la chaude à travers le fil du galvanomètre.

n semblerait, d'après ce qui précède, qu*il suffirait de réunir par un fil métallique les deux bouts d'un galvanomètre, et à^ chauffer ce fil en un point quelconque de sa longueur pour avoir un courant électrique. Or, M. Becquerel a remarqué que, quelle que spit la nature du fil conjonctif, on n'obtient aucun effet en opérant ainsi, du moins si le fil est assez long et le point

Fig. 269.

chauffé assez distant pour que la chaleur ne parvienne pas jusqu'à ses points de contact avec le fil du galvanomètre. Mais si.

sans troubler l'homogénéité d'un fil de platine abc (fig. 269), on fait un nœud, ou, mieux encore, si on le tourne en spirale en o dans une partie de sa longueur, tout en n'établissant point de discontinuité, et qu'on applique le foyer de chaleur à peu de distance de cette spirale, on obtient un courant continu dirigé du cdté du renflement à partir du point chauffé, ce qui tient probablement à ce que la petite masse se réchauffe aux dépens de la chaleur transmise par la portion /t du fil qui la sépare du foyer. Il est bien évident que si l'on prend une distance fix=^f{^ en t et i le mouvement de la chaleur ne peut pas être le même à cause de la masse o, et le courant doit provenir de la différence de ces deux mouvements. Le palladium se comporte comme le platine : un fil d'or ne produit aucun effet ; un fil d*argent n'en produit qu'un très -faible , ainsi qu'un fil de cuivre. On peut toutefois obtenir un courant continu en unissant les extrémités du galvanomètre avec un fil de cuivre qu'on coupe en deux, et dont on réunit les deux bouts libres au moyen de deux crochets passés l'un dans Vautre (fig. 270). On place la lampe à alcool à droite ou à gauche du point de jonction en o par exemple, et on a un courant qui suit la direction a 6 c, ce qui tient probablement à ce que la propagation de la Fig. 270.

chaleur se fait moins facilement dans ce sens que dans l'autre. Cette explication paraît d'autant plus plausible que l'oxydation du fil de cuivre au point de jonction des deux bouts, qui est une conséquence de la chaleur qui y arrive, augmente l'intensité du courant en diminuant la facilité de la propagation de la chaleur dans cette partie du circuit.

Conduit par ces expériences, et d'autres du même genre,

DDt)^^

Fig. 271.

M. Becquerel admet comme principe fondamental que la propagation de la chaleur dans un métnl, dans un fil métallique

478 SOURCES m hiiECThiciTt,

a af a'' a'* (fig, 271) par exempte, est toujours accompagnée d'un dégagement d^électncité, dégagement qui consigte en ce que la première particule (^^ qui est en contact avec upe source de chaleur 6, prend à cette source Télectncité positive, lui laissant la négative ; qji'h son tour, U seoonde particule a\ en 3*écbauffant, prend de même Télectrioité positive & la pre* mière, jusqu'à la dernière a", qui se trouve lôn^i chargée d'électricité positive. Cette propagation se fait Ratnrellemeot au moyen de la polarisation électrique d^s partiale» sue<Bae^ sives, et par une suito de décompositions et de recompoisitions des électricités contrairas de ces particules consécutives, telle* ment qu'il n'y a d'électricité libre qu'aux deux extrémités; aussi, si l'on touche le Inmt incandescent, c*estrÀ-dire la parti* cule 0 avec un corps conducteur asse;( volumineux pour qu'il ne s'éc^iaufie pas sensiblement, on lui enlèye son électrimté positive, la négative de a prend la positive de a'\ et ainsi de suite jusqu'à la particule oT, qui se trouve ne garder que la négative.

M. Becquerel a essayé de prouver directement ce principe au moyen de l'expérience suivante. Il introduit vu 61 de platine a b (fig. 272) dans un tube de verre fermé à la lampe par lune de ses extrémités, et fait communiquer le bout libre du

Fîg. ÎT2.

fil avec le plateau d'un condensateur, puis il enroule autour du bout fermé du tube un autre fil de platine a' y, dont l'extrémité libre communique avec le sol; il chauffe fortemcQt le bout du tube, et alors le fil intérieur transmet au condensateur une charge très-sensible d'électricité positive.

Pour expliquer cette production d'électricité, M. Becquerel remarque que le tube de verre devenant conducteur à raison de sa température élevée, Télectricité positive du fil extérieur traverse le verre et est conduite au condensateur par le fil intérieur ; celui-ci devrait, il est vrai, produire un effet inverse^ mais étant moins chauffé^ l'effet du premier auquel la flamme

ÉLECTRICITÉ PBÛDI71Tfi PÀH L*ACT101i B£ LA CHALEUR. 479

,d^ la lampe est appliquée directemeat remporte sur celui du second; si les deux fils étaient égalemeot chauffés, il n y aurait poiut d*effet du tout. Remarquons que Télectricité négative du fil extérieur se porte à son extrémité froide^ et de là dans le sol, avec lequel elle communique.

L'interprétation que nous venons de donner de Texpérienee de M. Becquerel est sujette à hien des déjections. M. G^ugiûn a faj^ voir que remploi de la lampe à alcool peut donner naissance à des courants électro-chimiques ; et, en supposant qu ou réussisse, comme Ta fait M. Leroux, à évijLer la productiou de ces courants, on ne peut pas se mettre à Vabri de Télectricité qui peut provenir de Tactiou sur le platine du verre tonàxx ou du moins chauffé. Quoi qu'il en soit, partant du principe que la propagatiim de la chaleur est accompagnée d'un dégagement d'électricité dans chaque métal, M. 3ecquerel en conclut que lorsqu'on chauffe, dans un point quelconque de sa longueur, un fil parfaitement homogène qui réumt les deux bouts d'un galvanomètre, il doit s'établir à partir du point chauffé deux courants parfaitement égaux cheminant l'un à sa droite, Fautre à sa gauche, et revenant à leur point de départ après avoir traversé le galvanomètre; ces deux courants égaux étant dirigés en sens contraires, leur action doit être nulle, ainsi que l'expérieace le démontre. Mais pour peu que l'homogénéité des deux fils soit troublée d'un côté ou de l'sutre, il en résulte que Fun des deux courants thermo-électriques devient plus fort ou plus {aible que Vautre, et leur différence est accusée par la déviation du galvanomètre. Il suffit de bien peu de chose pour troubler cette homogénéité; suivant M. Becquerel, une simple augmentation de masse, même très-légère, est suffisante; une différence dans l'état moléculaire, une faible altération ddUS )a pureté chimique, suffit également. M. Becquerel attribue l'influence de la non homogénéité à ce qu'elle détermine une différence dans la manière dont la chaleur se propage; différence qui, suivant lui, suffit pour en établir une entre les deux courants. Nous verrons plus loin que c'est dans la non homogénéité elle-même, et non dans Vinfluence qu'elle exerce sur la propagation de la chaleur, qu'il faut chercher la cause qui fait

que l'un des courants est plus fort ou plus faible que l'autre. Mais de toutes les manières, la plus efficace pour détruire rhomogénéité, c'est de substituer au fil unique qui réunit les deux bouts du galvanomètre un fil composé de deux bouts de fil de nature différente, unis ensemble métalliquement. En chauffant leur point de contact, on obtient au galvanomètre un courant qui est la différence des courants que c|;iacun d'eux séparément produirait, chaque fil étant à la fois conducteur du courant dégagé par l'autre. En d'autres termes, l'intensité d'un courant thermo-électrique est égale à la différence des actions thermo-électriques produites dans chaque métal par la même température, de sorte que si on appelle Vfer le pouvoir thermoélectrique du fer, et P cuivre celui du cuivre, l'intensité du courant, lorsqu'on élève la soudure fer-cuivre à une certaine température, devra être égale kV fer — P cuivre ou à P cuiwe — P/<?r, suivant que ce sera le pouvoir thermo-électrique du fer ou celui du cuivre qui sera le plus considérable. C'est dans le cas que nous venons d'indiquer que rentre l'expérience primitive de Seebeck du couple thermo-électrique bismuth et cuivre. M. Becquerel, en formant des couples semblables avec divers métaux, et en élevant la température de leur point de contact, a obtenu au galvanomètre des courants qui l'ont con* duit à ranger ces métaux dans l'ordre suivant, quant à leurs propriétés thermo-électriques : Bismuth^ platine, plomby étain^ cuivre y or^ argent^ zinc^Jer et antimoine. Dans ce tableau, chaque métal est positif par rapport à celui qui le précède, c'est-à-dire que le platine, par exemple, prend Vélectricité positive au bismuth, ce qui fait que le courant va du platine au bismuth à travers le fil du galvanomètre, du bismuth au platine à travers le point chauffé. Mais il est préférable de re* présenter le phénomène comme nous l'avons fait plus haut, c'est-à-dire en partant du principe que chacun des deux métaux chauffés à leur point de contact, donne naissance à un courant indépendant qui va pour chacun du point chauffé à l'extrémité froide, à travers l'autre métal. D'après cela, l'ordre des métaux dans le tableau ci-dessus serait celui de leur pouvoir thermo-électrique, et l'effet observé serait dû à la diffé-

ÉLECTBIGITÉ PBOBUITË PAB l'aGTK)N D£ LA CHALEUR. 48f

rence d'iatensité des pouvoirs thermo-électriques des deux métaux en contact.

Cet ordre diffère un peu, pour quelques-uns des métaux intermédiaireSy de celui qui avait été établi par M. Yelin, et plus tard par M. Nobili ; mais il y a plus : ces deux physiciens ont remarqué que dans quelques métaux, tels que l'antimoine en particulier, le pouvoir thermo-électrique est inverse de celui des autres; en d^autres termes, dans ces métaux le courant, au lieu d*étre dirigé, comme dans tous les autres, de l'extrémité chauffée à la froide, à travers le circuit entier, est dirigé de la froide alla chaude; de sorte que, lorsque Tun d'eux forme un couple avec un autre métal de la série, les deux courants qui naissent du i^échauffement du point de contact, au lieu de parcourir le fil du galvanomètre en sens contraires, le parcourent dans le même sens, et par conséquent s'ajoutent, ce qui rend les couples ainsi formés beaucoup plus puissants; c'est ce qui a lieu en particulier avec le couple bismuth et antimoine.

Une autre anomalie observée par M. Becquerel est le changement qu'éprouve le sens du courant dans quelques couples, quand on élève la température au delà d'une certaine limite. Ainsi, dans un circuit fer et cuivre, le courant va du cuivre au fer à travers le point chauffé tant que la température n'excède pas un certain degré, 300* environ; sous l'action d'une température plus élevée, le courant change de sens et va du fer au cuivre. Le même changement a lieu, mais à une température moins élevée, avec les couples zinc et argent et zinc et or; le courant qui allait, pour des températures peu élevées, de l'argent et de l'or au zinc, va, au delà de 100°, du zinc à l'argent et à l'or.

Yoici maintenant comment M. Becquerel s'y prend pour déterminer le pouvoir thermo-électrique relatif de chaque métal. Pour rendre la comparaison entre les métaux possible, il fallait nécessairement les mettre dans les mêmes conditions, et par conséquent non-seulement les réduire en fils de même diamètre et de même longueur, mais aussi les placer tous dans le même circuit, afin de se mettre ainsi à l'abri des différences de conductibilité qui auraient influé sur l'intensité des courants, 11. 31

SOURQKS Bl L*ÉL«CTHIGtTÉ.

indépendamment du poiiYoîr thermo-éleclrîquu. Dnns ce but, M. Becquerel a soudé avec soin bout à bout huit fils de métaux

Fig. 273.

différents d'un demi-millimètre de diamètre et de deux décimètres de longueur, puis (fig. 273) il a mis cette eb$(tpe çfl communication par ses extrémités avec les bouts du galy^nomètre. Toutes les soudures étaient maintenues à 0^, excepté celle sur laquelle se faisait Texpérience, qu*on chauffait graduellement jusqu'à 20*; en opérant ainsi sur chacune des soudures successivement^ on a obtenu les résultats suivants :

1 SOUDURBS

DÉVIATIOÏ^

1NTK1IS1T&

dfa

1 cRAUPrÉta.

OOUR4IIT8^

1 Fer — Ëtain.

1 Cuivre— Platine.

f Fer — Cuivre.

1 Argent— Cuivre.

Fer — Argent, Fer- Platine.

Cuivre— Êtain, Zinc— Cuivre.

Argent — Or.

ÀM

ai.a4 1

1 Cm Intensités étalent cono*ties des déviations an n dressée empiriquement, qai donnait les rapports en|r« les viations et les intensités correspondantes des courantft.

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fioyen d'une table

Pour interpréter les résultats renfermés dans ce tableau, il fout se rappeler que» d*^rès ce que oous avons di^ plus hi^ut, rinterisiié da coiinTAOt de chaque couple est la différemoe entre