L. — Zlectricité

Nous n'avons pas à discuter l’origine de l'électricité répandue dans l'air, ni limpondérabilité de cet agent. Fusinieri a dit que tout rayonnement se fait au moyen da transport des molécules des corps, et Peltier, s'emparant de cette idée, a bien établi que les

(1) Dumas, Essai de statique chimique des êtres organisés, p. 21 et 46.

CIRCUMFUSA. — ATMOSPHÈRE. 319 phénomènes électriques ne se manifestent jamais sans matière, et. que là où il y a un phénomène électrique, il y à un corps pondé- : rable (1). Suivant cet expérimentateur, les dénominations de fluide résineux ou négatif, et de fluide vitré ou positif, sont également dénuées de sens ; elles ne doivent signifier que les degrés différents d’un même état à partir d’un point d'équilibre privé de manifestation électrique. Peltier considère l’état résineux comme le phénomène réel, et l’état vitré comme l'absence ou la diminution de ce phénomène: Les électromètres n’indiquent donc que les différences d’un même état, non des états contraires ni des quantités absolues. C’est la terre qui possède la cause des phénomènes qu’on a qualifiés, il y à plus d’un siècle, d'électricité résineuse; elle en est le foyer. L'espace céleste n’étant point un corps matériel, n’a point la puissance de la coercer ; aussi n'est-il point dans le même état d’électricité résineuse, et c’est cet état résineux en moins que l’on a nommé vitré. Ce résultat de la théorie est confirmé par l'expérience qui démontre que l'électricité disséminée dans l'air sec est toujours vitrée, La terre et l'atmosphère se comportent comme deux corps en présence dont les tensions électriques diffèrent par leur signe ou du moins par leur intensité.

Les expériences qui ont pour objet la mesure de l'électricité atmosphérique doivent être faites par un temps serein, dans un air exempt d'humidité, assez loin des arbres et des habitations. On constate alors que plus on s'éiève dans l'atmosphère, plus l’électricité libre croît en intensité. Gay-Lussac et Biot, dans leur ascension aérostatique, ont trouvé qu’un fil métallique de 50 mètres de longueur, attaché à leur nacelle et tendu par une boule de cuivre, était électrisé résineusement ; ce qui indiquait dans les couches supérieures de l’atmosphère une charge d'électricité vitrée plus forte que dans les couches inférieures. Les expériences de Becquerel et Breschet tendent à démontrer que la couche atmosphérique qui touche le sol ne contient pas d'électricité dans l’épaisseur d’un à deux mètres ; elles ont en même temps confirmé l’accumulation de l'électricité vitrée dans les couches supérieures. Les appareils employés dans ces recherches ne donnent aucun résultat dans les lieux bas et abrités, dans les cours des maisons, dans les rues des villes, dans les vallées étroites. La surface du sol et tous les corps qui s'y trouvent, sont toujours électrisés négativement.

(4) Recherches sur la cause des phénomènes électriques de l'atmosphère, etc., par Peltier (Annales de chimie el de physique, avril 1842, t. IV, p. 407).

L’electricité atmosphérique, faible au lever du soleil, augmente jusqu’à six ou sept heures du matin en été, huit ou neuf heures au printemps et en automne, dix heures ou midi en hiver. Après s'être élevée à ce maximum, elle baisse, rapidement d’abord, lentement ensuite, jusqu'à deux heures environ avant le coucher du soleil, époque de son minimum. Le soleil s’approchant de l'horizon, l'électricité croît de nouveau et atteint un second maximum deux heures après le coucher de cet astre, pour décroître encore jusqu’au lendemain. Les oscillations diurnes de l'électricité atmosphérique sont donc parallèles à celles de la température ambiante. D’après Kaem!tz, elle n'offre sur les montagnes qu’un maximum, le matin, et qu'un minimum, le soir. L'influence des saisons est évidente: l'électricité positive des temps sereins est bien plus intense en hiver qu’en été. C’est en hiver que l'électricité de l’air se maintient au maximum. Le tableau suivant résume les variations moyennes de l'électricité mensuelle pendant quatre ans (Turley, de Worcester) :

Degrés. Degrés.

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Indépendamment des fluctuations périodiques que présente l’électricité de l’atmosphère, elle est susceptible de variations accidentelles qui dépendent de la température, de l'humidité de l’air, de la force et de la direction des vents; aussi n'est-elle pas la même sous toutes les latitudes. Ses variations se prononcent plus dans les contrées tropicales que dans la zone tempérée où on les observe particulièrement en été; elles deviennent d'autant plus rares que l’on s'éloigne davantage de l'équateur. Il en est de même pour les variations périodiques : l'électricité décroît elle-même de l'équateur aux pôles ; elle ne se manifeste guère au delà du 68° degré de latitude nord, et il paraît que, passé le 65°, on n'observe presque plus d’éclairs; déjà rares en Scandinavie, comparativement à la France et à l'Allemagne, les orages vont diminuant de plus en plus vers le nord, où la quantité de vapeurs qui remplit l'atmosphère devient plus petite : pendant un séjour de six ans en Groënland par 70° de latitude, Gisecke n’a entendu qu’une fois le tonnerre (1). Dans cette

(1) Kaemtz, Cours complet de météorologie, traduit par Ch. Martins. Paris,

atmosphère dense et sèche, l'électricité se conserve et s’accumule ; peut-être l'écoulement de l'électricité d'une partie du globe vers les régions polaires donne-t-il lieu à ces aurores boréales qui consolent leurs habitants de l'absence de la lumière solaire.

Les observations faites dans les temps de pluie et de neige donnent des indications très irrégulières; cependant, si l’on fait la somme des jours pluvieux, on y trouve à peu près un nombre égal de jours où la charge dé l’électromètre était résineuse, et de jours où elle était vitrée. Souvent l'électricité manifestée change plusieurs fois de signe dans les vingt- quatre heures. Saussure a remarqué que, dans les jours sereins de l’été qui succèdent à la pluie, les périodes diurnes ont l'intensité de. celles de l'hiver. L'eau météorique, qui est toujours fortement électrisée, surtout en été, est presque aussi souvent résineuse que vitrée quand elle tombe en pluie : à l'état de neige, elle est vitrée quatre fois sur cinq. Les pluies douces et continues n’influent pas sur l'électricité de l'air ; les fortes pluies augmentent notablement et la rendent tantôt négative, tantôt positive. On a constaté que sous le règne des vents du sud, du sud-est et du sud-ouest, les pluies négatives sont beaucoup plus fréquentes que par les vents du nora, du nord-est et du nordouest. À l'approche d’un nuage de grêle, l'éleciromètre change souvent de signe et accuse de grandes inégalités dans la tension. électrique de l'air.

Par un ciel calme et pur, l'électricité libre est peu marquée à cause de sa dissémination ; mais que, par un abaissement de température, les vapeurs aqueuses qui existent constamment dans l'air se condensent en nuages opaques, l'électricité se concentre autour de leurs vésicules, et se distribue dans ces nuages suivant leurs groupements et les influences ambiantes. L'action de la terre rend ces nuages plus résineux dans la partie supérieure que dans linférieure. On a, du reste, beaucoup à apprendre sur la distribution de lélectricité dans les vapeurs, et sur le rôle qu’elle joue dans leur condensation, dans leur agglomération et leur groupement, Peltier a toujours observé que les nuages fortement chargés d’électricité résineuse ont une couleur d’un bleu plombé, grise, ardoisée, tandis que ceux qui sont fortement vitrés sont blancs, roses, orangés. Il ajoute : «Lorsqu'on aura bien compris la série des transfor-

1843, in-12, p. 360, et la note E, p. 494, Sur la distribution journalière de l'électricité dans l’atmosphère, liée à lévaporalion du globe et au fumage des

mations vaporeuses sous l'influence de la température et de l’électricité du globe; lorsqu'on aura vu avec quelle facilité les nuages opaques passent à l’état de nuages transparents, et vice versä, toujours en présence de la terre puissamment chargée d'électricité résineuse et de l’espace céleste ne possédant pas la même tension ; lorsqu'on aura fait une seule expérience pour s'assurer avec quelle promptitude la vapeur se produit sous l'influence électrique, alors seulement on comprendra les divers phénomènes qui peuvent résulter de ces masses de vapeurs opaques ou transparentes, chargées toutes à différents degrés d'électricité résineuse : les unes possédant des tensions énormes, les autres en possédant de moindres, toutes tendant à s’'équilibrer et ne trouvant d'obstacles que dans les distances maintenues par la différence de leur pesanteur (loc. cit., pag. 425). » Il sera question plus bas des météores aqueux.

Il. — Zumiere.

Parmi les corps célestes qui éclairent notre atmosphère et communiquent aux objets qui y sont plongés le caractère de la visibilité, il n’y a que le soleil et les étoiles qui soient lumineux par eux-mêmes; les planètes le sont par réflexion : c’est du soleil que la terre reçoit sa plus grande lumière, probablement à cause de la proximité relative de cet astre, Outre ces sources permanentes de lumière, il en est encore deux autres que nous pouvons créer à volonté et dont il n’ya pas lieu de parler ici : l'électricité et une température très élevée. Remarquons seulement en passant que la propriété que les corps possèdent de devenir lumineux, quand ils sont chauffés au delà de 500 degrés, fait penser avec raison que la lumière et la chaleur sont dues aux vibrations d’un même fluide, mais beaucoup plus rapides pour l’une que pour l’autre. L'air atmosphérique est un des corps les plus transparents ; toutelois ses parti: cules absorbent une portion de la lumière qu’elles reçoivent, en laissent passer une partie et réfléchissent la troisième : c’est ce qui explique l'éclairage de la voûte du ciel qui, sans ce dernier phéno: mène paraîtrait noire, l’illumination des objets terrestres que le soleil n’éclaire point directement, et la transition ménagée entre le. jour et la nuit. Quelques-uns des météores lumineux qui se développent dans l’atmosphère doivent être mentionnés, Le crépuscule est la lumière qui précède le lever du soleil et qui suit son coucher; ii provient de la réflexion de la lumière par les parties supérieures! de l’atmosphère ; il commence le matin (aurore), quand le soleil

CIRCUMEUSA.— ATMOSPHÈRE. 323

est encore à 18 degrés sous l'horizon, et finit le soir, quand le soleil est descendu plus bas, vu que l'atmosphère échauffée est plus élevée le soir que le matin. L'influence des gouttes d’eau sur les rayons solaires produit l’arc-en-ciel, phénomène que fait naître aussi la lumière de la lune, mais avec des teintes faibles et sans éclat. On voit parfois des points lumineux se mouvoir avec vitesse dans l'atmosphère et marquer leur passage par une traînée de lumière analogue à celle des fusées à baguettes : ce sont des étoiles filantes considérées en général comme des aérolithes qui s’enflamment en pénétrant dans l'atmosphère de la terre. La lumière se transiet du soleil à la terre avec üne rapidité merveilleuse, mais que l'on à pu calculer : sa marche est de 70 948 lieues par séconde, d’après les observations de Fizeau, qui a substitué la mesure directe de sa vitesse à la surface de la terre, aux déterminätions astronomiques (1). La distance du soleil à la terre étant d'environ 38 (00 000 de lieues, la Jlumièremet 8 minutes 13 secondes à nous atteindre. Le boulet qui, en sortant du canon, à une vitesse de 3000 pieds par seconde, et d’enviroi 475 lieues par heure, mettrait vingt-quatre ansà parcourir la même distance s’il conservait sa force d’impulsion initiale. La lumière communique aux couches supérieures de l’atinosphère la teinte azurée dont les variations d'intensité sont mesurables au moÿen du cyanomètre de Saussure ; l'air en grande masse se comporte comme un verre laiteux, laissant passer plutôt les rayons de l'extrémité rouge du spectre et réfléchissant les rayons bleus. Tous les phénomènes de la lumière réfléchie (catopirique) découlent des deux lois suivantes : 1° Le rayon incident, la perpendiculaire au point de contact et le rayon réfléchi sont contenus dans le même plan. 2° L’angle de réflexion est égal à l’angle d'incidence. La théorie de la réfraction (dioptrique) repose sur ces deux autres lois : 4° Le rayon incident, la perpendiculaire au point de contact et le rayon réfracté, sont compris dans un même plan. 2° Le sinus de l'angle d'incidence et le sinus de l’angle de réfraction sont dans un rapport constant pour les mêmes milieux.

Le faisceau solaire que l’on reçoit dans une chambre obscure par une ouverture pratiquée au volet produit trois effets directs : iine sensation lumineuse perçue par l’appareil de la vision, une éléva: tion de la température ambiante, une action chimique constatée longtemps avant les découvertes photographiques qui ont utilisé la radiation solaire comme un réactif d’une merveilleuse subtilité. Du

(4) Comptes rendus de l'Académie des sciences, 23 juillet 1849,

chlorure d'argent, préparé dans l’obscurité et soumis à l'action du spectre, noircit, et cette altération, qui débute dans la bande violette, se propage d’un côté jusqu’au rouge extrême, et de l’autre au-delà de la bande violette; d’où il suit que l'effet chimique se produit au maximum dans celle-ci et franchit les limites du spectre du côté des rayons les plus réfrangibles, tandis qu'il ne les dépasse point du côté des rayons les moins réfrangibles. Témoms de ces faits, les chimistes, les physiciens, sont amenés à supposer dans l'agent rayonné vers nous par le soleil, trois espèces de radiations : lumineuse, calorifique, chimique. En médecine, en hygiène, ce serait abuser de l'analyse que d'étudier séparément les trois sortes d'effets de la radiation solaire. Dans l'influence que la lumière exerce sur l’économie vivante, comment distinguer celle qui procède du spectre chimique de celle qui se rapporte au spectre lumineux ? Nous dirons avec Sappey ‘1), que si l’on a isolé ces deux spectres dans les expériences physiques, on n’a pu constater les propriétés de chacun d'eux à l'égard des êtres vivants. IL en est autrement du pouvoir calorifique du rayon solaire : il se manifeste dans l’homme par une série de phénomènes identiques avec ceux que détermine un égal degré d’élévation artificielle de la température ambiante; et ces phénomènes ne sont pas nécessairement liés aux autres propriétés de la radiation solaire, ils fournissent à l'hygiène comme à la physiologie la matière d’une étude spéciale.