ATTRACTIONS ET RÉPULSIONS ÉLECTRIQUES

les disques sont chargés d’une égale quantité d’électricité, loi'sque cette quantité n’est pas trop faible et lorsque enfin la distance angulaire qui les sépare est supérieure à 9*. Autrement, et surtout si les charges électriques des deux corps sont trèsdifférentes, la force devient inverse de la simple distance entre certaines limites. Les mêmes causes modifient également la seconde loi qui établit le rapport qui existe entre les quantités d’électricité et les forces répulsives ou attractives. Ainsi, dans une expérience, les quantités respectives d’électricité étant successivement sur chacun des deux disques à la fois 1 et 2, les forces répulsives correspondantes au lieu d’être 1 et 4 ont été 1 et 5. Cet écart de la loi tenait à l’intensité absolue trop faible de l’électricité. Mais il est encore bien plus sensible quand il y a inégalité dans les charges électriques des deux corps et que cette inégalité est très-grande.

Ces exceptions aux lois de Coulomb ne sont qu’apparentes ; elles tiennent à ce qu’il se passe chez des "corps électrisés qui sont en présence des modifications importantes dans leur état électrique, par l’effet d’influences dont nous étudierons l’action plus loin ; influences qui sont d’autant plus sensibles que les charges électriques sont plus différentes. Elles tiennent aussi à ce que très-probablement les lois dont il s’agit ne sont générales que pour des points presque mathématiques et non pour des corps de formes et de dimensions quelconques. Or, on conçoit qu’elles doivent l’être quand on emploie, comme Coulomb l’a fait, de petites sphères égales pour corps électrisés; car, ainsi qu’on le démontre en mécanique, l’action d’une sphère est toujours la même que celle qu'exercerait son centre en supposant que toutes les forces dont la sphère est douée fussent concentrées à ce centre. Nous croyons donc qu’on peut considérer comme générales les lois de Coulomb et que , dans les cas où elles semblent ne pas l’être, elles peuvent être regardées comme s’éloignant d’autant moins de la vérité, que les corps ont de plus petites dimensions et que leurs formes se rapprochent plus de la forme sphérique.

M. Harris a encore trouvé que lorsqu’une quantité d’éleclri. cité est constante, la force attractive est inverse du carré de»

nfl ÉLECTRICITÉ STATIQUE.

surfaces sur lesquelles l’électricité est répartie, et que quand ce sont les surfaces qui sont constantes, la force est proportionnelle aux carrés des quantités d’électricité. Ce qu’il y a d’assez remarquable, c’est que la distance à laquelle une décharge entre deux balles chargées d’électricités contraires peut avoir lieu, est simplement proportionnelle aux quantités d’électricité, tandis que les forces attractives sont proportionnelles aux carrés de ces forces.

Le même physicien a aussi constaté que la force attractive entre deux corps électrisés ne dépend que de la forme des deux surfaces opposées et nullement de celle du reste du corps; ainsi deux cônes opposés par leur base s’attirent comme deux disques circulaires égaux à ces ba.ses, deux hémisphères comme deux sphères du même diamètre; l’attraction entre deux surfaces circulaires l’une plus grande que l’autre est la même qu’entre deux surfaces égales à la plus petite des deux; elle est encore la même entre un anneau et un disque qu’entre deux anneaux r de même diamètre. Ces résultats peuvent se résumer en la lui suivante: c’est que l’attraction est directement proportionnelle au nombre des points qui sont immédiatement opposés les uns aux autres, et inverse du carré de leurs distances respectives.

Nous ne terminerons pas ce chapitre sans ajouter que M. Marié Davy vient de conürmer, par de nouvelles expériences faites avec beaucoup de soin, l’exactitude de la loi de Coulomb constatée par M. Harris; seulement il a démontre que, pour qu’elle soit rigoureusement vraie pour deux sphères, il faut que les distances de ces sphères dépassent neuf ou dix fois leur rayon, ce qui montre que pour des points physiques dont l’étendue est très-petite, on a, à toutes les distances, la loi de l'inverse du carré, que par conséquent cette loi est bien la loi élémentaire des attractions et des répulsions électriques ; ce que confirment d’ailleurs indirectement tous les résultats obtenus par M. Marié IJavy. /

CHAIMTKK II.

DISTOBLTIOM DK l'ÉlECTRICITÉ A tA SVRPACE DES CORPS TECRS ISOLÉS.

COISDUC-

S 1. Tend.nrr de l'MeelrlcIt^ à .« porter k I. .orf.ee de. eorp. eonducteor. l.olé..

Ce qui cararlérise un corps conducteur, c’est la facilité avec laquelle l’électricité s’y propage. Dès qu’on touche un point quelconque d un conducteur isolé avec un corps électrisé, aussitôt tous les points du conducteur sont eux-mêmes électrisés, et dès qu’on fait communiquer avec le sol, en le touchant avec la main ou de toute autre manière, un point d’un conducteur isole et électnsé, aussitôt ce point et tous les autres n’ont plus d électricité. Mais cette électricité, qui se répand ainsi sur tous * ‘

1^ points de la surface du conducteur isolé, ne pénètre point • .

dans 1 inténeur, et sa diffusion ne dépend que de la surface du

corps. C’est ce qu’avait prouvé Coulomb par une suite d’expé- / 1 '

nences dans lesquelles il observait la force répulsive entre les ^ '

deux balles de la balance de torsion, avant et après avoir tou- ' •

ché la balle fixe avec une troisième balle isolée et non électrisée

et de même grandeur exactement. Uue cette dernière fiH pleine

ou vide, de cuivre, de plomb, ou d’un métal quelconque, de

bois, de hege ou de moelle de sureau, elle enlevait toujours à

reUe avec laquelle elle était mise en contact la même quantité

d électncité, c’est-ü-dire la moitié de ce qu’elle possédait ; et la

preuve, c est que la force répulsive était réduite à la moitié de î •

^ ce qii elle était^auparavant. .\insi donc, dans le contact de deux ' *

sphères isolées, l’électricité se partage également entre elles ^ '

pourvu qu elles soient faites toutes deux d’une matière conductrice, quelle que soit d’ailleurs leur densité qu’elles soient pleines ou creuses. C’est une preuve ipie l’électricité ne se porte qu a la surface des corps, car si elle se. portait aussi dans les

08 ÉLECTRICITÉ STATlUl'E.

particules intérieures, la balle pleine devrait en prendre plus que la creuse, et si elle se portait dans une plus grande proportion dans les particules d’une espèce que dans celles d’une autre, la balle de métal ne devrait pas prendre la même quantité d’électricité que celle de moelle de sureau.

Si, au lieu de toucher la balle fixe de la balance avec une sphère de même surface, on la touche avec une sphère d’une surface double, on réduit son électricité au tiers de ce qu’elle était primitivement, ainsi que le prouve la diminution de la force répulsive. Cette expérience est une nouvelle preuve que la charge électrique se porte toute à la surface dans les corps conducteurs isolés, car la petite balle n’a perdu les deux tiers de son électricité que parce qu’elle a été en contact avec un globe d’une surface double de la sienne et que la totalité de son électricité s’est répartie entre les deux sphères d’inégales grandeurs proportionnellement à leurs surfaces respectives.

Une expérience encore plus directe démontre cette tendance de l’électricité à se porter aux surfaces. Une sphère métallique isolée est électrisée; on l’enveloppe de deux hémisphères métalliques creux (fig. 39) , qui la recouvrent exactement de ma-

Fig. 39.

nière à devenir sa véritable surface. Ces hémisphères sont fixés à des manches isolants au moyen desquels on les tient. Après en avoir enveloppé la sphère électrisée on les enlève ; on ne trouve plus alors la moindre trace d’électricité sur la sphère, comme, on peut en avoir la preuve en la touchant avec un électroscope sensible. Par contre, les hémisphères sont électrisés quoiqu’ils ne le fussent point avant l’expérience; ils ont donc pris à la sphère toute l’électricité 'qu’elle possédait. Enlever les hémisphères c’est enlever la surface de la sphère, et puisqu’en eiile-

DISTRIBL'T10^ I>E I.'ÉLECTKICITÉ. fi?)

\anl les hémisphères on enlève toute l’électricité, on a la preuve que c'est bien à la surface que toute la charge électrique s’est portée.

Pour démontrer ce principe important d’une manière plus générale et plus complète, on se sert d’un petit appareil nommé plan d épreuve. 11 consiste en un petit disijue de clinquant ou de papier doré fixé à l’extrémité d’un fil isolant de gomme laque ou de verre. La longueur de cette tige et le support qui la porte sont calculés de façon que le petit disque puisse remplacer, dans la balance de torsion, la balle fixe de l’appareil et agir comme elle, lorsqu’il est électrisé, sur le disque ou la balle fixée à l’extrémité de l’aiguille mobile. On touche avec le plan d’épreuve un point de la surface d’un corps ; et si ce point est électrisé , on s’en aperçoit immédiatement, parce que le plan d’épreuve porté à la balance agit sur l’aiguille mobile. On constate, par cette manière d’opérer, que quelque mince que soit son enveloppe, une sphère métallique creuse ne présente pas la plus légère trace d’électricité sur sa surface intérieure, lors même que sa surface extérieure est fortement électrisée. On introduit également le plan d’épreuve dans un cylindre ou un corps creux de forme quelconque, de manière qu’il en touche la surface Intérieure; il en ressort , sans trace d’électricité, tandis que , s’il est mis en contact avec la surface extérieure, il prend une charge élect rique bien prononcée.

Voici encore quelques expériences de Faraday qui démontrent d'une manière élégante le même principe. Un cylindre fait avec une gaze métallique ou d’un treillis de fil de fer à mailles trèspeu serrées est placé sur un disque métallique horizontal qui repose sur un support isolant ; on lui communique de l’électricité par sa surface intérieure; le plan d’épreuve indique que la surface extérieure est seule électrisée, malgré la facilité avec laquelle les deux surfaces peuvent communiquer l’une avec • j

l’autre. Un animal tel qu’une souris, placé intérieurement, n'é- 4// J

prouve aucune commotion, lors même qu’on électrise très-forte- / U e w. /»:> ment l’appareil tout entier et qu’on en lire de vives étincelles ' .