Propriété* des deax flaides éleetrl^nes

•Nous avons expliqué jusfju’à présent tous les phénomènes de l’électricité statique, en partant de la supposition que l'électricité se compose de deux fluides extrêmement subtils et impondérables, que les particules de chacun de ces fluides se repoussent mutuellement les unes les autres, tandis que celles de l’un des fluides attirent celles de l’autre. Les lois expérimentales que nous avions établies nous permettent maintenant de préciser mieux que nous ne l’avons fait les propriétés des deux fluides. Ainsi, attribuant aux fluides eux-mêmes la propriété <|ue nous avons reconnue dans les corps qui les contiennent, nous pouvons admettre que la force avec laquelle les particules s’attirent et se repoussent est en raison inverse du carré de la distance qui les sépare. Nous devons également jioser en principe que les corps à l’état naturel renferment une égale quantité de l’un et de l’autre fluide dans chacune de leurs particules, et (pie, s’ils ne peuvent exercer aucune action sur les corps environnants, c’est qu’d la même dislance le pouvoir attractif de l’un des fluides est égal au pouvoir répulsif de l’autre. On peut démontrer exprimentalement ce principe en frottant ensemble deux plaques de verre, l’une polie, l’autre dépolie. On les approche d’un électroscope après les avoir frottées, mais sans les séparer, et on n’observe aucun effet ; on les sépare, et on trouve alors sur la face dépolie de l’une des plaques une forte charge d’électricité négative, et sur la surface polie de l’autre, une^forte dose d’électricité positive. Ces deux surfaces avaient été électrisées par leur frottement mutuel ; l’une avait pris une certaine quantité d’électricité positive et l’autre une quantité égale de négative, mais la faculté isolante empêchait les deux élec-

THÉORIES DE l’ ÉLECTRICITÉ STATIQUE. 121

tricités de se neutraliser, malgré le contact des deux f.ices ; la nullité de l’action extérieure tant que le contact subsiste e.sl donc la preuve que deux couches électriques, situées à une inéme distance d’un corps quelconque, exercent sur ce corps, si elles sont égales et de nature contraire, deux effets qui se neutralisent.

8. Explleatloa thteiiqoe de !■ di«(rlbn(loit des flaldee ^lectrl^aee à !• earfaee de* corpe eondnclenra iaol^a.

Le fait général établi par l’expérience, que l’électricité se porte entièrement à la surface d’un corps conducteur électrisé, est une conséquence naturelle de la répulsion mutuelle de toutes les particules du même fluide, et de la facilité quelles ont à se mouvoir dans le corps. Arrivées à la surface, elless’y accumulent, et si elles ne la quittent pas, c’est qu’elles y sont retenues par l’air ou par les supports isolants qui s’opposent à la tendance qu’elles auraient à s’échapper en vertu de leur répulsion mutuelle. Elles y forment donc une couche excessivement mince, qui ne pénètre pas sensiblement en dedans de la surface du corps, car quelque mince que soit l’enveloppe métallique d’une sphère creuse, on n’y trouve jamais d'électricité en la touchant intérieurement. Quant à la couche, sa surface extérieure est évidemment la même que celle du corps; mais sa surface intérieure varie avec la forme du corps conducteur. Dans une sphère elle est semblable à l’extérieure, puisque tous les points ont la même charge électrique, tandis que dans les conducteurs non sphériques sur lesquels, comme nous l’avons vu, la distribution de l’électricité n’est jamais uniforme, on peut supposer qu’aux éléments de la surface les plus chargés correspond une couche, ou d’une épaisseur plus considérable, ou d’une densité plus grande. Comme des considérations d’un autre ^ genre semblent prouver que tes fluides électriques sont incom- I pressibles, nous préférons admettre la première de ces deux hypothèses. Ainsi la couche électrique serait terminée à l’intérieur par une surface dont la forme serait légèrement différente de celle de la' surface extérieure, du moins lorsiiu'il s'agit

ÉLLCIHICITÉ STATIQUE.

des corps non sphériques. Celle forme peul êlre élablie à priori en partanl do cerlains principes de mécanique, el des propriélés des fluides éleclriques définies el précisées comme nous l’avons fait. Voici coinmenl :

La couche esl en équilibre, car son élal ne change pas, lanl que le corps conserve son électricilé el qu’il reste à l’abri de toute influence extérieure. La figure de la couche est donc celle qui résulte de l’équilibre des forces répulsives de toutes les molécules qui la composent, eu les supposant soumises à la lui de l’inverse du carré. Ce n’est pas tout : il faut qu’elle soit telle que la couche n’exerce ni attraction ni répulsion, ou, eu d’autres termes, aucune action, sur un point quelconque placé dans l’intérieur du corps. En effet, si elle exerçait une action, elle décomposerait l’éleclricilé naturelle du point sur lequel elle agirait; celle électricité développée par influence réagirait à son tour sur celle du corps, et il y aurait changement dans son élal ' électrique, ce qui n’a pas lieu, puisque l’introduction d’un nouveau corps dans l’intérieur d’un corps électrisé ne change mil- I lemenl son étal électrique .^Àinsi l’cnjuilibre ne peut subsister qu’autant que la résultante de toutes les forces répulsives sur un point intérieur est égale à zéro. Au moyen de ces conditions, . ou parvient à déterminer les rapports qui doivent exister entre les intensités des forces répulsives eu divers points de la surface d’un corps conducteur électrisé, ou, ce qui revient au même, • entre les épaisseurs de la couche électrique, el on obtient des „ résultats parfaitement d’accord avec ceux auquels Coulomb est parvenu par l’expérience. On trouve de celle maniéré ]»our une sphère que la couche esl terminée intérieurement par une surface sphérique, pour un ellipsoïde, qu’elle l’est par une surface ellipsoïdale dont le grand axe est à son petit axe dans un rapport un peu moindre qu’il ne l’est dans la surface extérieure, de manière que la couche va en augmentant d’épaisseur desextrémités du petit axe, où elle est à son minimum, aux ex- Iréiiiilés du grand axe, où elle est à sou maximum.

. En appliquant l'analyse mathématique aux principes de mécanique et de physique que nous venons d’exposer, M. Poi.ssou a réussi à déterminer à priori l’épaisseur de la couche éleclri-

TIIÉÜHIES ÜK l'électhiché statique. 123

que pour le.s diiTérents points de la surface d’un corps comlurteur d'une forme quelconque; il l'a fait également pour deux ou plusieurs corps en contact, ainsi que pour le cas ou les corps sont, sans être eu contact, soumis simplement à leur influence mutuelle. Il faut alors tenir compte de l’électricité développée par influence qui vient modifier l’état électrique de chaque corps; mais celte modification, qui a lieu à l’instant même où les corps sont mis en présence, n’empêche pas que, tant que ceux-ci ne changent pas de place, l’état électrique ne devienne permanent. Il faut encore, pour que cet état permanent ou cet équilibre subsiste, que la résultante des actions qu’exercent sur un point quelconque pris à l’intérieur les couches fluides qui les recouvrent soit égale à 0. Celte condition fournit dans chaque cas autant d'équations que l’on considère de corps conducteurs, et ces équations servent à déterminer l’épaisseur variable de la couche électrique sur les différents points de ce corps.

Il résulte de cette manière d’envisager les phénomènes de l’électricité statique, que le rôle d’un corps conducteur consiste uniquement à déterminer dans l’air pour le fluide électrique un vase dont il est pour ainsi dire lui-même le moule, et dont les parois sont la couche d’air qui l’enveloppe. Libre de cheminer dans ce vase, le fluide électrique se porte en entier vers les parois isolantes contre lesquelles il est retenu, eu exerçant toutefois une pression du dedans au dehors à la(|uelle résiste la pression atmosphérique. Cette pression dépend à la fois du nombre des particules que renferme la couche, par conséquent de son épaisseur, et de la force répulsive exercée par les particules de la surface extérieure, force qui est elle-même proportionnelle à celle épaisseur. La pression esl donc en raison composée de l’épaisseur de la couche et de la force répulsive de la surface ou proportionnelle au carré de l’épaisseur. 11 résulte nécessairement de là que la pression du fluide électrique contre l’air peut, suinml la forme du corps de laquelle dépend l’épaisseur de la couche, être très-différente en un certain point de ce qu’elle est dans d’autres, et devenir môme infinie en un point par. rapport à celle que d’autres éprouvent. Il peut ainsi arriver que c^e pression surpasse dans quelques parties du corps la

124 RI.FXTBICITÉ STATIOVK.

résislanrn ijuo l'air lui oppose; alors l'air cède et le lliiide s'écoule comme par une ouverture; c'est ce qui a lieu à l'extrémité des pointes et sur les arêtes vives des corps anguleux, car on démontre qu’au sommet d’un cène, la pression du fluide électrique deviendrait infinie si l’électricité pouvait s’y accumuler.

Il nous est impossible de donner une idée plus complète ici des travaux de M. Poisson, (|ui sont tout à fait du ressort des mathématiques pures. Nous nous bornerons à ajouter que M. Plana a repris une partie du sujet traité parM. Poisson, dans un mémoire sur la distribution de l’électricité à la surface de deux sphères conductrices isolées, publié à Turin en 1845; il a examiné les dilférents cas que le problème peut présenter, celui où les sphères sont en contact, celui où elles sont séparées par un intervalle quelconque, celui où cet intervalle qui les sépare est très-petit en comparaison de la distance de leurs deux centres. M. Plana a également démontré d’une manière plus rigoureuse certains principes admis sur les rapports entre l’éfiaisseur de la courbe électricjue et les forces qui en émanent, ainsi que la théorie du plan d’épreuve à laquelle on avait fait des objections. Dans ce grand travail, fruit d’une analyse mathématique très-relevée, la masse de la matière électrique et la figure qu’elle affecte sont les seuls éléments pris en considération. Le calcul est complètement indépendant de la cause, quelle tju’elle soit, qui retient l’électricité libre à la surface des corps conducteurs. M. Plana, dans une note qui termine ses recherches, fait voir qu’on peut démontrer à priori, par le seul fait général que l’électricité libre se porte à la surface des corps conducteurs, que la loi de sa force répulsive doit être celle de la raison inverse du carré de la distance. Cette démonstration fort élégante, basée uniquement sur un résultat de l’observation, répond victorieusement aux objections de M. Harris contre la loi trouvée par Coulomb, du moins quand on la circonscrit au cas de simples points physiques, ainsi que nous l’avons dit.

TUltORIEg DE l’électricité STÀTIQI'E.

3. EspUcatlon théorl^oe du moaTemeat dca cor]» électrisé* et moallaet électrique.

La répulsion et l'altraction des corps électrisés est une conséquence de la répulsion et de l'atlraclion qu’exercent l’un sur l’autre les deux fluides électriques. En effet, si les corps élec- * trisés sont d’une nature isolante, les fluides ne pouvant se séparer des particules pondérables auxquelles ils sont unis, ils les entraînent avec eux dans leurs mouvements attractifs ou répulsifs, à moins que l’électricité ne soit trop faible ou les corps trop pesants pour obéir à ces actions. Mais si les deux corps sont conducteurs, si ce sont, par exemple, des balles de sureau, il faut recourir à la pression atmosphérique pour expliquer leurs mouvements. Puisque les deux balles ont la même électricité, aussitôt qu’on les approche l’une de l’autre, leurs électricités se repoussent, et pouvant librement cheminer, elles se portent dans les portions des balles les plus éloignées l’une de l’autre. Là elles forment chacune une couche, qui, agissant extérieurement en sens contraire de la pression atmosphérique, y diminue son effet, tandis que cette pression n’éprouve aucune résistance sur les portions intérieures de la surface de chaque balle de laquelle le fluide a été chassé. Plus pressées par l’atmosphère de dedans en dehors que de dehors eu dedans, les deux balles s’écartent. Lorsqu’elles ont une électricité contraire , les deux électricités se portent, en vertu de leur attraction mutuelle, dans les portions de la surface de chaque balle les plus rapprochées l’une de l’autre, et y diminuent l’effet de la pression Atmosphérique, qui, n’étant point combattue sur la partie extérieure des surfaces, pousse les deux balles l’une vers l’autre. ( tn conçoit (jue la même explication s’applique au cas où il n’y a qu’une balle mobile vis-à-vis d’un corps électrisé fixe; elle s’applique également au cas où la balle mobile n’est pas électrisée, car, ainsi que nous l’avons déjà vu, elle est d’abord électrisée par influence, et l’action a lieu entre deux corps électrisi's l’un et l’autre.

Enfin , il est un autre cas de mouvement dans les corps élec-

126 ÉLECTRICITÉ STATIQIE. ,

Irisés que nous n’avons pas décrit encore et qui mérite une mention particulière, à cause de l’intérét (jii’il présente au point de vue théorique. C’est celui que réalise un petit appareil connu sous le nom de mouUnel électrique.

Le moulinet électrique consiste dans une tige mince de métal dont les deux bouts sont appointés et recourbés en sens contraire, et qui est elle-même posée sur un pivot au moyen d’une chape , fixée à son centre de gravité. On fait communiquer avec le pivot qui est isolé le conducteur d’une machine électriijue, et dès que celle-ci est en activité, la tige prend un mou veinent rapide de rotation, comme si les extrémités des pointes étaient vivement repoussées. Dans cette expérience, le fluide électrique répandu sur la surface des tiges du moulinet exerce partout une pression sur l’air environnant. S’il ne trouvait pas d’issue les pressions opposées étant toujours égales, l’appareil resterait en repos; mais il s’écoule par les pointes où il surmonte la pression atmosphérique, et comme il n’exerce plus alors de pression sur l’orifice de l’écoulement , la pression qui continue à s’exercer au point opposé détermine le mouvement par un véritable recul, analogue à celui que produisent parleur écoulement -les liquides ou les gaz dans les machines à réaction. Nous reviendrons sur cette explication, qui n’est pas à

l’abri de quelques objections , et nous verrons que l’expérience du moulinet électrique se rattache probablement à un phénomène plus général de l’électricité dynamique.

On met le plus souvent quatre ou six branches au lieu de deux au moulinet électrique (lig. 65 ; on peut également varier la forme de l’expérience en faisant, par exemple, remonter, par l’effet de l’écoulement de l’électricité, le long de deux fils métalliques isolés, tfne tige terminée par deux pointes dirigées en sens contraires (fig. 66j.

Fig. 66.

THÉORIES DE l’électricité STATIQUE.

$ %. Bxnmen du rôle attrlbiiô à la pmeioa almoephériqae dan* le* phéaomèaea de l’ileetricUô étatique.

Le rôle que la théorie fait jouer à la pression atmosphérique dans les phénomènes de l’électricité statique n’est pas à l'ahri de toute objection; quelques faits que nous allons rapporter lui sont peu favorables. M. Becquerel a réussi à développer par frottement et à maintenir sous le vide, dans un électroscope à feuilles d’or, une quantité notable d’électricité. Quoique l’air eiit été raréfié jusqu’à un millimètre de pression, les feuilles d or restèrent divergentes, et conservèrent par consé<juent de l’électricité libre pendant plus de deux jours. Il est bien difficile d’admettre que la petite quantité d'air demeurée dans le récipient eût pu exercer une pression suffisante pour produire cet effet.

Uauksbee et Grey avaient bien observé que les corps électrisés attirent les corps légers, aussi bien dans le vide que dans l’air; mais comme c’étaient des corps isolants, on ne peut rien en conclure de bien positif contre l’action de la pression atmosphérique, lorsqu’il s’agit de corps conducteurs. Il n’en est pas de même des expériences faites récemment par Hanis. Ce physicien avait fixé une boule de cuivre, de 5 centimètres environ de diamètre, à l’extrémité d’une tige de métal isolée, et après l’avoir placée au centre d’un récipient l’avait mise par une autre tige en communication avec un électroscope; puis il donna à la boule une quantité d’électricité telle que la déviation de l’électroscope fut de 40°. Cette divergence se maintint lors même qu’on eut enlevé les 59/60 de l’air de la cloche. Le résultat fut semblable quand on eut placé l’éleclroscope lui-même sous la cloche et qu’on l’eut électrisé directement au moyen d’une tige métalUque isolée qui communiquait avec l’extérieur. La divergence ne varia pas lors même qu’on eut réduit l’air aux 69/70 de sa densité primitive. Dans l’un et l’autre cas , les feuilles d’or de l’électroscope se rapprochaient graduellement quand on approchait une boule métallique isolée du corps électrisé, mais elles s’écartaient de nouveau quand on retirait la boule; c’était évidemment un

128 ÉLECTRICITÉ STATIQliE.

simple effet J’influence. Il faut, dans toutes ces expériences, que l’intérieur de la cloche soit bien desséché au mqj cn du chlorure de c.alcium ou de toute autre substance du même genre.

Les faits que nous venons de rapporter nous montrent (|ne,si r.air retient l’électricité à la surface des corps, ce n’est pas en vertu de la pression qu’il y exerce , mais bien en vertu du pouvoir isolant qui dépend de sa nature même. L’air et les gaz agissent donc comme une couche isolante de résine ou de gomme laqu^, et comme dans le vide le plus parfait les corps retiennent encore à leur surface une couche d’air qui y reste adhérenteTTcette circonstance expliquerait comment il se fait que les phénomènes électriques se manifestent encore dans le vide. Il est vrai qu’ils n’y sont jamais aussi prononct-s que dans l’air, et que l’électricité ne peut au delà d’une certaine intensité y être maintenue sur la surface des corps , mais ce serait simplement la preuve que le pouvoir isolant de l’air est moindre quand la couche gazeuse qui recouvre le corps est réduite à un grand degré de minceur, et que la densité de l’air qui est resté dans le récipient est diminuée. M. Harris a observé que les répulsions et les attractions entre les corps conducteurs électrisés ont lieu dans le vide comme dans l’air ; nouvelle preuve de l’erreurqu’on commet en faisant jouer dans ces phénomènes un rôle à la pression atmosphérique. Ce fait par contre s’explique fort bien en admettant que les électricités sont retenues dans les portions des surfaces où elles se portent, par l’effet isolant de la couche d’air demeurée adjacente, et nullement parlapression atmosphérique ; une fois retenues à la surface par l’effet de cette cause comme elles léseraient par une couche de vernis, elles ne peuvent plus obéir à leur attraction ou répulsion mutuelle qu’en entraînant avec elles les corps eux-mêmes, s’ils n’ont pas trop de masse. Cette explication, lors même qu’elle ne serait pas appuyée sur les observations faites dans le vide, nous semblerait en tout cas préférable à celle où l’on fait intervenir la pression atmosphérique, cette intervention étant implicitement fondée sur une idé'c purement hypothétique, celle que l’électricité est un fluide de même genre, à la ténuité près, que l’air et les gaz, et qu’elle agit d’une manière semblable.

TIltOHIES DE l'électricité STATIQl’E. 129

Du reste, tout en croyant que les effets électriques obsenés dans le vide ainsi que d’autres non moins curieux dont nous parlerons plus tard, tiennent à la couche d'air demeurée adhérente à la surface des corps , nous ne voulons nulleraeiil prétendre que les corps conducteurs n’aient pas par eux-mêmes la faculté de conserver, ou mieux, de co'ércer à leur surface une certaine dose d’électricité, faible il est vrai, mais cependant sensible. C’est un point délicat sur lequel nous aurons l’occasion de revenir plus tard, quand nous étudierons le rôle des gaz et du vide dans le phénomène de la propagation de l’éleclricilé.

$ s. PoBvoir indaetlf tfe» corp« aUlcclrl%ae».

Si les théories que nous avons exposées semblent être en défaut en ce qui concerne le rôle qu’elles attribuent à la pression atmosphérique, elles sont attaquées maintenant par un autre genre de faits qui ne tend rien moins qu’à les renverser tout à fait en conduisant à la négation des actions à distance, et en les remplaçant par des actions au contact ou moléculaires. Avant d’exposer la théorie à laquelle ces faits ont conduit M. Faraday, étudions les faits eux-mêmes découverts par ce physicien ; nous serons mieux placés pour apprécier en quoi ils doivent modifier, s’ils ne les renversent pas complètement, les théories bar sées sur tes travaux de Coulomb et de Poisson.

Quand un corps électrisé agit par influence sur un corps conducteur^ il existe toujours entre les deux corps un milieu isolant ordinairement une couche d’air, quelquefois une lame de verre ou un plateau de résine. On n’avait jamais attribué à ce milieu d’autre rôle qu’un rôle passif, c’est-à-dire qu’on ne l’envisageait que sous le rapport de l’obstacle qu’il opposait à la réunion des électricités contraires des deux corps ; la seule différence qu'on établissait entre les divers milieux était que les uns, doués d’une faculté isolante plus grande que les autres, permettaient d’approcher davantage l’un de l’autre les deux corps électrisés sans qu’il y eût décharge électrique entre eux. Quant à l’effet d’induction lui-méme, on admettait qu’il ne dépendait que de la distance qui sépare les deux corps et nullement de la nature I. 9

130 ÉLECTRICITÉ STATIQl’E.

du milieu interposé. M. Faraday a montré par une série d’expériences que les choses ne se passent point ainsi. Voici le fait fondamental qui sert de base à ses recherches :

Un disque A isolé est électrisé. Près de ce disque et à la même distance on place deux autres disques isolés qui lui sont semblables, l'un d’un côté que nous appellerons B, l’autre de l'autre côté que nous appellerons G. A agit par influence sur B et sur C, et si on fait communiquer ces deux derniers disques avec le sol, ils ne gardent que leur électricité négative qui est dissimulée par la positive de A. Si on approche B de A de manière qu’il en soit plus près que C, aussitôt on voit l'éleclroscope de B indiquer la présence d'un peu d'électricité positive et celui de C accuser celle d'une petite quantité d'électricité négative qui est devenue libre. Ce double effet provient de ce que, en diminuant la distance, on rend le pouvoir inducteur de A sur B plus grand qu'il n'était, d’où est résultée la décomposition d’une nouvelle quantité d’électricité dans B; or comme la communication de B avec le sol a été interrompue, ce disque conserve l’électricité positive qu’a produite cette nouvelle décomiwsition, 'hiais la négative attirée par la piositive de A est dissimulée par elle; il en résulte qu’une plus forte proportion de l’électricité de A étant employée à dissimuler celle de B, la proportion qui agit sur C devient moindre et par conséquent une partie de l’électricité négative qui était dissimulée auparavant devient libre. Jusqu’ici les phénomènes se passent exactement comme le veut la théorie; mais si, remettant les choses dans leur état primitif, c’est-à-dire les deux disques B et C à /o même distance de A, on interpose entre A et B un disque de gomme laque, on produit le môme effet que si l’on avait rapproché B de A, c’està-dire qu’on augmente l’induction de A sur B. La distance est cependant demeurée la même, ainsi que toutes les autres conditions de l’expérience; il n’y a d’autre changement que la substitution d’un disque de gomme laque à la couebe d’air qu'il remplace. Si on interpose un disque de soufre on produit le môme effet, mais à un degré plus grand encore. Ainsi les corps isolants ont une capacité inductrice propre, et, comme on le voit, celle de la gomme laque est plus grande que celle de l’air

TIIÉOIIIES DE l'électricité STATIQIE. 131

el celle du soufre plus grande que celle de la gomme laque. -M. Faraday, pour caractériser celle propriété, nomme diéleciriçue.i les corps cjui en jouissent , par opposition aux corps conducteurs. Kneifet, l’interposition d'un corps conducteur produit un effet tout à fait contraire; si on interpose une lame métallique soit isolée, soit, mieux encqre, communiquant avec le sol entre A et H, aussitôt 11 donne des signes d'électricité négative très-forte qui proviennent de ce que l’induction cessant d’agir surelle, son électricité négative, qui était auparavant dissimulée, devient libre. C donne aussi des signes d’électricité . négative parce que toute son électricité ne peut plus être dissij^ul^ par A , à cause de la présence de la nouvelle lame métallique, et que, par conséquent, une partie devient libre, .\insi , mettre un disque métallique entre A et B, cela revient à remplacer B par un autre disque plus rapproché de A qu’il ne l’était, et, par conséquent, à le soustraire à l’induction de A. On voit donc que l’clfel qui résulte de l’interposition d’une lame conductrice n’a aucun rapport avec l’elfet (jue produit celle d’un corps diélectrique, /-y

11 s’agit maintenant de déterminer les capacités inductrices ou le pouvoir inductif relatif des ditférents corps diélectrii|ues. M. Faraday s'est servi, dans ce but, d'une balance électrique de Coulomb ayant pour ûl de torsion un fil de verre de 50 centimètres de longueur environ et doué d'une grande élasticité ; à l’extrémité du levier mobile est une balle de sureau doré de 7 à 8 centimètres de diamètre. Le plan d’épreuve est une balle semblable. La substance soumise à l’épreuve est placée entre deux surfaces sphériques métalliques concentriques dont l’intérieure est munie d’une tige de métal qui est isolée de façon à ne point communiquer avec l’extérieure; CÆla forme une véritable bouteille de Leyde dont la substance diélectrique est la Fig. 67. couche isolante et les surfaces sphériques sont les deux armures (fig. 671. On a un second appareil, parfaitement semblable

132 ÉLECTRICITÉ ETATIQUE,

au premier, dans lequel l'air seul sert de couche isolante entre les deux surfaces sphériques. On commence par enlever du premier appareil le corps diélectrique, de sorte qu’ils ont tous les deux également l’air pour corps isolant. On donne à l’enveloppe sphérique intérieure une certaine charge d’électricité en faisant communiquer l’extérieure avec le sol, puis on détermine la réaction de l’électricité restée libre sur la surface intérieure en touchant avec le plan d’épreuve un bouton placé au bout de la tige qui communique avec elle. On trouve 250' pour l’angle de torsion; c’est ce que M. Faraday avait trouvé dans son expérience, qui est celle que nous prendrons pour exemple. On fait communiquer par leurs armures intérieures les deux appareils, puis on les sépare : on trouve, après la séparation, 120' degrés sur l’un et 124" sur l’autre, de sorte qu’on peut dire que l’électricité s’est partagée également entre eux , ce à quoi on devait s’attendre, puisqu’ils sont parfaitement semblables en tout point. (»n refait la môme expérience après avoir substitué dans un des appareils une couche de gomme laque à la couche d'air. On commence par charger l’appareil à air comme précédemment, et on trouve 290" pour l’angle de torsion obtenu après le contact du plan d’épreuve; on établit la communication entre la surface intérieure de l’appareil à air et celle de l’appareil à gomme laque. Si ce dernier eût renfermé la couche d’air, comme dans la première expérience, on aurait trouvé après la séparation 14.5", soit la moitié de 290", sur l’armure intérieure de chaque appareil. Mais la substitution de la gomme lacjue .à l’air change tous les résultats. On ne trouve que 1 1 4" pour la charge restée sur la surface intérieure de l’appareil à air et 113" pour la charge de la surface intérieure de l’autre. Or il est évident que celui à air n’ayant qu’une charge de 114" au lieu de 145" qu’il aurait dit avoir, cela vient de ce qu’une charge de 176", différence entre la quantité totale 290", 444* s’est portée sur l’appareil en gomme laque . On devrait donc trouver 1 76" au lieu de 1 1 3“ dans ce dernier, et si on ne trouve que 113", c’est que l’induction étant plus forte à travers la gomme laque qu’à travers l’air, une proportion plus considérable de l’électricité libre a'été dissimulée; en effet, la quantité d’électricité mesurée par l’angle de

. TIIÉURIES DE l'ÉI.F.CTHICITÉ STATIQUE. t .3.1

torsion qui est la quantité libre doit être d'autant moindre que le pouvoir inductif est plus considérable, ou, ce qui revient au même, ce pouvoir est inverse de la quantité restée libre. Ainsi, si on appelle 1 le pouvoir inductif d'une couche d'air et X celui d'une couche d'égale épaisseur de gomme laque, on aura, en se rappelant que les 113° de charge de l'expérience faite avec la couche isolante de gomme laque donneraient 17b" avec une

couche isolante d'air : 1 ; X = 113 : 176, d'oi'i X

Faraday, pour vérifier ses résultats, a fait ensuite l'expérience inverse; il a commencé par charger l'appareil à gomme laque, puis l'a fait communiquer par les armures intérieures avec l'appareil à air. Il a trouvé dans ce cas que l'électricité libre dont chacun des deux appareils se trouvait chargé après leur séparation était plus forte que la moitié de la charge initiale du premier. Ce résultat prouve que la quantité d'électricité totale dont se charge dans les mêmes circonstances la surface intérieure de l'appareil à gomme laque est beaucoup plus considérable que celle dont se charge l'appareil à air, puisque le premier, en donnant au second une charge plus forte que la moitié de la charge que ce second aurait prise s'il avait été chargé directement, ne perd pas lui-même la moitié, mais seulement une proportion plus faible de sa propre charge. L'expérience faite de cette manière montre donc également que la gomme laque a un pouvoir inductif plus fort que l'air et elle donne le même résultat numérique pour le rapport de ces deux pouvoirs.

On a soumis à la même épreuve différents corps diélectriques en les comparant toujours à l'air; l'expérience sur chacun d'eux a été répétée plusieurs fois, et on a obtenu les résultats suivants :

Povvoir inductif spécifique, celui de T air étant 1.

Verre 1,76

Gomiiic-laque 3,00

Soufre 2,2i

Le résultat de 2, 0 obtenu pour. la gomme laque est un peu différent de celui que nous avons trouvé plus haut; cela tient à ce