NOMBRE

de la

des

des

INTENSITÉS

toarmaline.

osctUations.

9M»ilatioii8*

Interprétons ces résultats: la température avait été portée à 115*} à 105°, la tourmaline, quoiqu'elle fût électrique auparavant, a commencé à se fixer entre les deux tiges verticales qui communiquaient avec les deux pôles de la pile sèche ; à 100°, les oscillations étaient mesurables. Depuis 11 5° jusqu'à 100°, moment où le refroidissement était le plus rapide, Tintensité électrique croissait très*lentement ; de lOO"* à 90^, Taccroissement de Tiotensité a été rapide , puis il Ta ét^ moins jusqu'à 70°; de 70"" à 40**, il est resté sensiblement station* Qaire; de 40° à 20°, il a diminué dans la même proportion qu'il avait augmenté depuis 100° jusqu'à 70°. La polarité électrique a disparu entièrement à 15°, quoiqu'elle n'eût commencé à paraître qu'à 50% quand on a élevé la température. Plusieurs tourmalines ont donné de9 résultats semblables. On voit donc que l'intensité électrique de chaque pôle n'est pas en raison directe de la vitesse du refroidissement. La loi des variations de l'intensité électrique, qui est très-compliquée, dépend probablement du pouvoir conducteur de la tourmaline, et de la force coercitive des parties constituantes, laquelle force s'oppose à la recomposition immédiate des deux électricités. Il n'y a pas d'autre moyen d'expliquer, en effet, pour quel motif la tourmaline est encore électrique par un refroidissement lent à 15°, tandis qu'elle ne le devient qu a 50° quand on la chauffe. D'un autre côté, s'il est focile de mesurer l'intensité électrique de la tourmaline pendant son refroidissement, il n'en est pas de même lorsqu'on élève la température »

488 TBAITK DE PHYSIQUE.

attendu que son état électrique change avec une assez grande rapidité.

Dans le tableau précédent^ nous avons donné le nombre des oscillations produites dans trente secondes. Pour remonter à l'intensité de la force qui les a produites , on peut considérer la tourmaline suspendue comme deux pendules, dont le point de suspension serait le milieu de cette pierre, et qui oscilleraient de chaque côté du conducteur en relation avec les pôles de la pile sèche ; dès lors, les intensités de la force électrique de la tourmaline seraient en raison inverse du carré du temps de chaque oscillation. En partant de cette supposition, on aura pour les rapports des forces électriques les nombres suivants:

de 100 à 90° =0,11

de 90 à 80° =0,19

de 80 à 70° = 0,25

de 70 à 60° =0,26

de 60 à 50° = 0,25

de 50 à 30° =0,16

de 30 à 20° = 0,054

On voit par là comment diminue l'intensité de la force électrique par le refroidissement.

Dès l'instant que les effets électriques produits dans la tourmaline par l'élévation de température sont inverses de ceux que donne rabaissement de température, il en résulte que, si les deux extrémités ne se refroidissent pas en même temps , ou bien qu'il y ait élévation d'un côté et abaissement de température de l'autre, il pourra se foire que l'état électrique de la tourmaline varie de six manières différentes, savoir :

A l'un des pôles , à l'autre.

(4-) (O) au passage.

Le premier état a lieu lorsque toute la surface de la pierre est exposée également à un refroidissement ou à un échauffement. Il en est de même du dernier.

Quant au second et au troisième , ils se produisent lorsque l'un

CHALEUA. 489

des pôles seulement est dans un état de refroidissement, tandis que l'autre est dans un état d'éehauifement. Relativement au quatrième et au cinquième, i Is se présentent toutes les fois que l'un des pôles se trouve dans un état dVchauffement ou de refroidissement, et l'autre dans un état jtationnaire. Voyons ce qui se passe quand Tune des extrémités reçoit plus de chaleur que l'autre; il faut pour cela enfermer chaque bout de la tourmaline dans un petit tube de verre fermé à un bout, et qui s'applique aussi exactement que possible dessus, puis l'assujettir par son milieu au moyen d'un fil de platine à un petit tube de verre. Si l'on chauffe l'un des bouts, par exemple, celui qui est positif par échauifement, le verre commencera par prendre de la chaleur qu'il conununiquera à la tourmaline. Dans ce cas, tant que la température ne commencera pas a s'élever à l'autre bout , la tourmaline ne manifestera qu'une seule électricité , comme on peut s'en assurer en présentant successivement tous les points de la tourmaline au disque de clinquant d'un électroscope de Coulomb possédant l'une des deux électricités. La tourmaline, dans ce cas, ne possède donc qu'une espèce d'électricité , et l'autre doit se trouver très-probablement sur la surface du tube de verre en contact avec le bout électrisé.

M. Forbes a trouvé un cristal de tourmaline dont la structure paraissait régulière à la vue, qui jouissait de la singulière propriété de présenter, en se refroidissant , un pôle d'électricité positive à chaque extrémité. Au moyen du plan d'épreuve de Coulomb , il a trouvé que la portion centrale du cristal possédait un excès d'électricité négative. Tout porte à croire que ce cristal était une macle, c'est-à-dire un cristal formé de deux autres, accolés par les faces symétriques et possédant la même polarité électrique.

Revenons maintenant au bout positif, où l'on a supposé la température croissante. Aussitôt qu'elle est devenue stationnaire, l'état électrique de la tourmaline cesse pour reparaître en sens inverse aussitôt qu'elle commence à baisser.

Dans le même temps , le côté négatif , suivant que sa températiu'e est demeurée constante ou a éprouvé des variations, devient nul, négatif ou positif.

Ces faits prouvent bien que , lorsqu'on échauffe inégalement les deux côtés d'une tourmaline, ils prennent chacun un état électrique indépendant de Fautre.

On a examiné le cas où la température était croissante à l'extrémité positive, et dans un état stationnaire au bout opposé. Pour obtenir constamment cette dernière condition, il suffit de mettre ce bout

dans un petit tube rempli de glace ; on obtient alors les effets indiqués précédemment.

M. Forbes, qui a fait quelques expériences pour mesurer Tîntensité des effets électriques de la tourmaline, s'est servi de Téiectroscope de Coulomb, dont la cloche était pourvue d'un tube adapté à sa paroi , et dans lequel on introduisait la pierre pour la faire i^^agir sur le disque préalablement électrisé.

Ce mode d'expérimentation renferme plusieurs causes d'erreur, entre autres la perte d'électricité qu'éprouve continuellement le disque de clinquant. Mais M* Forbes a cherché à en diminuer les effets en expérimentant peu de temps après que le disque eut reçu sa charge. Il a répété, en outre, chacune de ses séries dans un ordre inverse, afin d obtenir deux observations également éloignées de l'état moyen de la tension électrique de la tourrtialine. La moyenne est la valeur cherchée. Les déviations du disque ne peuvent servir à comparer les diverses charges de la tourmaline qu'autant qu'on les rapporte à une déviaton constante , en tordant convenablement le £11 de torsion. Nous préférons donc le moyen précédemment décrit.

L'intensité électrique des tourmalines varie tellement dans les cristaux provenant de la même localité, que l'on est porté à attribuer ces variations à des différences dans leur dimension , leur structure, et particulièrement leur couleur; mais pour bien apprécier l'influence de ces différentes causes, il est nécessaire de faire connaître un mode d'expérimentation qui permette de reconnaître immédiatement si une tourmaline est fortement électrique ou non, et qui consiste à varier le mode d'échauffement et de refroidissement , qui peut être lent ou rapide ; commençons par le premier.

Celui-ci s'obtient, comme nous l'avons déjà dit, en élevant graduellement la température de la cloche dans laquelle est suspendue la pierre, éteignant la lampe et laissant le refroidissement s'opérer. Le deuxième mode consiste à transporter la tourmaline, qui esta une température basse, dans un milieu où elle est très-élevée, et à observer ce qui se passe pendant qu'elle s'échauffe rapidement On la retire ensuite pour la reporter dans un lieu froid. Les tourmalines qui jouissent de la faculté électrique au plus haut degré l'acquièrent par ces deux modes, tandis que celles qui sont peu électriques ne le deviennent que par le deuxième seulement; il y eu a qui ne le sont par aucun de ces deux modes.

Tous les faits exposés jusqu'ici prouvent bien que les effets électriques de la tourmaline sont le résultat de la dilatation et de la coq-

' GHALBXJB. 491

traction, et qne, lorsque la température est statîonnaire , il n'y a aucun effet électrique produit. Si nous nous reportons aux effets de clivage, nous trouverons analogie dans les résultats. Dans le cas actuel, la chaleur, à mesure qu'elle est communiquée, dilate les parties, opère une espèce de clivage, et doit mettre en liberté, sur les deux faces en regard, les deux électricités. Nous verrons plus loin comment ce dégagement peut produire les effets observés.

II est bien démontré maintenant par les expériences précédentes que la polarité électrique des atomes sous finfluence de la chaleur, cause supposée des affinités, ne saurait exister, puisque cette polarité cesse d'avoir lieu quand la température est stationnaire. Les affinités ne s'exerceraient pas dans ce cas-là ; ce qui ne peut être admis* (Continuons à décrire les effets électriques produits dans les tourmalines de différentes dimensions, de di\erses couleurs ou incolores.

Une tourmaline extrêmement peu translucide sur les bords, de 8 centimètres de longueur et de 2 millimètres de diamètre, n'est devenue électrique par aucun des modes d'excitation indiqués. Une tourmaline de 6 centimètres et demi de long, et d'une grosseur à peu près égale à la précédente, n'est devenue électrique que par le deuxième mode, en passant rapidement de 1 2** à 60**. Par un refroidissement lent , elle n'a manifesté la polarité électrique qu'à 60®, bien qu'on ait porté la température à 1 00*.

Un grand nombre de tourmalines de diverses longueurs nous ont donné des résultats d'autant plus forts qu'elles étaient plus petites. De même nous avons trouvé que des fragments de tourmaline donnaient constamment des effets plus marqués que la pierre dans son entier. Ainsi une tourmaline de âO millimètres de longueur et de 5 millimètres de diamètre n'était électrique que par un échauffement rapide de 12" à 50" ; ayant été brisée en deux parties, chacune d'elles l'est devenue par un échauffernent lent. Entin une tourmaline non électrique avant été partagée en deux, les deux fragments ont donné ensuite des signes d'électricité. Ces faits tendent donc à prouver que les phénomènes électriques de la tourmaline varient en raison de la longueur et de la grosseur. Si cette loi s'applique à des tourmalines de plus en plus petites, il s'ensuivrait que les molécules intégrantes acquerraient une polarité électrique très-intense par de faibles variations de température.

M. Forbes a obtenu des résultats différents des précédents. Il a ioumis à l'expérience une tourmaline de 3 pouces et demi environ de long et de un quaii; de pouce de diamètre, par conséquent un peu

plus longue que celle qui m'avait servi ; il ne l'a pas trouvée réfractaire par élévation et abaissement de température. Dans une série d'expériences qu'il a faites sur six tourmalines de 1,3 pouce de long, et dont les épaisseurs ou les aires de section étaient comme des nombres 14, 11, 7, 6 et 4, il n'a trouvé aucun rapport direct avec les aires; car les intensités étaient représentées par 1, 2, 5, 4, 3. D'autres séries faites avec une suite de cristaux de 1 ,2 et i ,8 pouce de long, ont donné également des indications irrégulières. Néanmoins M. Forbes avoue que les dimensions de la section ont ordinairement une influence telle, que là où les différences sont considérables, le cristal le plus gros a presque toujours le plus grand pouvoir.

Un cristal de 1 pouce et quart de long avait son maximum d'intensité à 45" de déviation ; l'ayant brisé aussitôt à un quart de sa longueur, les deux portions furent chauffées et soumises de nouveau à l'expérience : la moyenne de la plus grande portion a donné une déviation égale à 47*, et celle de la plus petite une déviation égale à 43*. M. Forbes pense que la diminution dans la longueur ne paraît pas favorable au développement de l'électricité ; conséquence qui est encore en contradiction avec celle que nous avons tirée de nos expériences. Pour bien s'assurer de l'influence des longueui*s, il a réuni plusieurs tourmalines d'un diamètre de ^ de pouce, et dont les sections étaient aussi égales que possible. Il a trouvé les résultats suivants :

Numéros. Longueur. latensite.

Ces nombres nous montrent bien que le cristal le plus long tient un rang élevé parmi ceux d'égale section, et qu'il ne paraît pas exister de rapport entre la longueur et l'intensité ; mais ce tableau ne peut servir à donner la loi des longueurs, puisqu'on sait que les propriétés électriques varient d'une pierre à une autre. Pour étudier les changements qu'éprouvent les propriétés électriques de la tourmaline en faisant varier la longueur, M. Forbes a formé une pile en superposant des plaques de tourmaline. Nous ne concevons pas comment cet arrangement pourrait donner des indications satisfaisantes, car les propriétés électriques de la tourmaline sont tellement

variables en raison de la forme, de la couleur et d'autres causes que nous signalerons plus loin, qu'elles doivent présenter encore de bien plus grandes anomalies quand on applique les unes sur les autres des plaques de tourmaline laissant entre elles des interstices qui s'opposent naturellement au dégagement et à la distribution de l'électricité.

Nous devons signaler une propriété importante de la tourmaline , que Ton a reconnue dès Tinstant que l'on a commencé à étudier ses effets électriques. Quand cette pierre est électrisée par échauffement ou refroidissement, si Ton vient à la briser en un point quelconque, chaque partie séparée manifeste un état électrique opposé, de sorte que chaque moitié possède encore la polarité électrique. Cet effet ne peut avoir lieu qu'autant que les deux électricités , qui deviennent libres dans chaque moitié , étaient dissimulées dans le cristal entier dans le plan même de section. Nous verrons plus loin le parti que l'on peut tirer de ce fait pour expliquer les effets électriques de la tourmaline. Cette dernière n'est pas la seule des substances minérales cristallisées qui jouisse de la propriété électrique par élévation ou abaissement de la température. Haiiy a reconnu que cette propriété existe encore dans les substances dont les cristaux dérogent à la loi de symétrie, c'est-à-dire dont les parties opposées correspondantes ne sont pas semblables par le nombre, la disposition et la figure de leur face, et que le sommet qui est le plus chargé est celui qui manifeste l'électricité positive par refroidissement. Les substances dans lesquelles on a reconnu la faculté électrique , sont : la topaze, la boracite, le mésotype, le silicate de zinc, le sphène, l'axinite, la plirénite. Quelques détails sur leur forme et leur clivage ne seront pas inutiles, attendu que leurs propriétés électriques résultent en quelque sorte de l'une et de l'autre. La tourmaline, par exemple, se présente sous diverses formes dont le type principal est un rhomboèdre. La variété isogone de flaliy est un prisme à neuf pans, terminé d'un côté par un sommet à six faces, dont trois appartiennent à la forme primitive, et du côté opposé, par un sommet à trois faces, qui sont les analogues des faces appartenant à la forme primitive. Dans cette variété, comme dans les autres, la loi de symétrie ne se vérifie pas, à moins d'admettre l'explication de M. Lafosse, rapportée p. 280. La tourmaline a une cassure transversale, concoide dans tous les sens; dans certains cristaux on aperçoit des joints naturels, indices de lames superposées. Cet état de choses ne peut nous initier en rien sur la manière dont l'électricité s*est dé-

494 TRÀITIÊ DE PHYSIQUE.

gagée au moyen de la chaleur. Il n'en est pas de même dans la topaze qui se présente en prismes rhomboidaux, simples ou modifiés par d'autres prismes, et clivabies par un plan perpendiculaire à Taxe, à Textrémité duquel se trouvent les pôles électriques.

Pour observer ces propriétés électriques, on opère comme avec la tourmaline, attendu que les prismes sont souvent allongés ; seulement il faut élever la température jusqu'à 5o° ou (îO** pour observer les propriétés électriques par refroidissement. Or, nous savons que lorsque Ton clivé une topaze dans le sens perpendiculaire à Taxe, les deux faces séparées se trouvent dans deux états électriques différents; il résulte de là que la chaleur, en dilatant les parties, doit opérer également un clivage. Dans un instant , nous verrons le parti que Ton peut tirer de cette comparaison pour concevoir la distribution de Tilectricité dans les cristaux dont il est question ici.

Laboracite, autrement dit magne sieboratée, exige des précautions particulières pour reconnaître son état électrique. Cette substance se présente 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. Cette substance n'est pas susceptible de clivage, mais les joints naturels peuvent être aperçus à une vive lumière. Elle est électrique par la chaleur en huit points opposés deux a deux, les pôles opposés se trouvant à l'extrémité d une grande diagonale. Ce grand nombre de pôles distribués sur un petit cristal qui n'a ordinairement que quelques millimètres de côté , rend très-difficile leur détermination, si Ton ne se met en garde contre les effets contraires produits par les pôles voisins. Voici le procédé qui réussit le mieux : on prend un électroscope disposé de la manière suivante : sur quatre tubes verticaux en verre on place un disque de verre, au centre duquel est fixé un fil de cocon, au bas duquel se trouve un petit levier avec son disque de clinquant comme dans l'électroscope de Coulomb. Cette disposition permet de présenter successivement au disque toutes les faces du petit cristal. On assujettit le cristal à un anneau formé avec un fil de platine que Ton fixe lui-même à un tube de verre d'un très-petit diamètre , en évitant que Tanneau ne touche les angles. Après avoir fait chauffer la pierre , on n'éprouve aucune difficulté à présenter successivement ses sommets au disque du clinquant, sans craindre que des corps conducteurs exercent une action attractive sv le disque. Les effets électriques de chaleur dans la boracite sont beaucoup plus faibles que dans la tourmaline. Pour les observer, il taxi

CHALEUR. 49à

du soin, surtout pour les actions répulsives qui n'ont lieu que dans un très-petit espace.

L'axinite, qui a pour forme primitive un prisme droit irrégulier à base obliquangie, jouit également de la pyro-électricité, du moins quelques cristaux. Haûy a trouvé qu'il n'y avait que ceux dérogeant à la loi de symétrie qui devenaient électriques par la chaleur,

La mésotype a pour forme primitive un prisme droit rkomboïdal, qui se subdivise diagonalement. Suivant Haiiy, il n'y a qu'une partie des cristaux de cette substance qui possède la propriété pyro-électrique; il n'a pu néanmoins déterminer d'une manière précise les différences de configuration entre les parties dans lesquelles résident les deux pôles électriques.

La phrénite a pour forme primitive un prisme droit rhomboïdal, divisible dans le sens des petites diagonales des bases. Haiiy admet encore son état électrique. Mais il en est de cette substance comme de la précédente; n'ayant pu prouver le défaut de symétrie, il n'a fait que le soupçonner.

Silicate de zinc. Cette substance , dont la forme primitive est un octaèdre rectangulaire , se présente en prismes hexaèdres, à sommets dièdreset qui jouissent de la pyro-électricité à un degré bien marqué. Haiiy n'a fait également que soupçonner un défaut de symétrie dans les cristaux; il a annoncé, en outre, que ce minéral n'avait pas besoin d'être chauffé pour donner des signes d'électricité, attendu que ces signes se manifestaient encore par un froid de 6° Réaumur au-dessous de zéro. Ayant placé un petit fragment de cristal dans un milieu dont la température était de 1 1** au-dessous de zéro, et l'y ayant laissé pendant quelques instants , il reconnut qu'il était électrique; il se trouvait alors dans un état de refroidissement. L'ayant porté dans une pièce où le thermomètre marquait 5^ au-dessus de zéro, il trouva que l'action polaire diminuait et était devenue nulle: dans ce cas , le cristal avait repris peu à peu la température du railieu ambiant. L'ayant approché du feu, la polarité reparut en sens inverse. Ces effets étaient tout naturels , puisqu'il y avait échauffèrent.

Sphène, La forme primitive de cette substance est un octaèdre rhomboïdal ; il paraît, d'après M. Haiiy, qu'il n'y a qu'une partie des cristaux qui soient électriques. Pour développer cette faculté, il faut les chauffer très-peu. M. Haiiy a trouvé dans les cristaux qui la pos* sèdent un défaut de symétrie.

4f>6 TÊÀITÉ DE PHYSIQUE.

M, Forbes, qui a étudié la pyro-électricité de la topaze, de la boracite , de la mésotype , a trouvé, conformément à la loi que nous avions observée, que l'intensité de réiectricité atteint son maximum quand la vitesse du refroidissement est devenue comparativement plus faible. Il a observé aussi 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 conductibilité de la pierre ; car on conçoit qu'il puisse très-bien se faire que la pierre devenant moins conductrice, à mesure que la chaleur diminue , la recomposition des deux électricités mette plus de temps à s'effectuer.

Le physicien anglais a conclu de ses expériences que , dans tous les minéraux , la difficulté de décomposition et de recomposition augmente avec la masse; de là vient que les plus petits cristaux sont plus facilement excités, et que les effets sont plus permanents. Ainsi, dans un long cristal de boracite ayant un tiers de pouce de côté , ce cristal présentait des résultats analogues quand on présentait à Télectroscope un de ses quatre pôles négatifs, le disque s'éloignant lentement et d'une manière régulière à mesure que le refroidissement s'opérait, et au bout de dix minutes, il atteignait son maximum de tension ; la diminution d'électricité était ensuite très-lente : en trois quarts d'heure, le disque ne s'était que très-peu approché de sa première position. Un petit cristal de boracite , traité de la même manière , atteignait rapidement le-maximuin , et l'aiguille, dans une des expériences, retourna à zéro au bout de vingt minutes; dans une autre, au bout d'une demi-heure. Les cristaux aciculaires de mésotype atteignaient avec facilité un haut degré d'excitation électrique, de sorte qu'il fallait une grande attention pour découvrir si le maximum d'intensité n'avait pas lieu immédiatement.

Tâchons maintenant de remonter aux causes d'où dépendent les propriétés électriques de la tourmaline et autres substances, en nous appuyant sur les principaux faits précédemment décrits. Dans un prisme de tourmaline devenue électrique, la tension de l'électridlé libre va en décroissant depuis chaque bout jusqu'au milieu , qui est à l'état 0. D'un autre côté , l'expérience nous a appris que le clivage des cristaux constituait chaque partie séparée dans un état électrique différent , et qu'il était permis d'en conclure qu'il en serait encore de même si l'on séparait deux molécules l'une de l'autre ; que la chaleur devait donner lieu à des effets de ce genre. Or nous possédons un appareil qui nous présente, grossièrement à la vérité ^ les effets des

CHALEUB. 497

pierres électriques : c'est la pile électrique, formée d'un certain nombre de plaques de verre , armées d'une feuille d'étain sur chacune des deux faces, et disposées parallèlement les unes aux autres, de sorte que la face b de la première communique, au moyen d'un fil métallique, à la face en regard af de la seconde; la face b', de celle-ci à la face a" de la troisième, et ainsi de suite jusqu'à la dernière, dont la face 6" communique avec le sol. Lorsque cet appareil est isolé, si Ton fait communiquer la face a avec le conducteur d'une forte machine, et qu'après l'avoir électrisée on rompe les communications entre le conducteur et le sol , au bout d'un certain temps les deux faces extrêmes a et 6" de cette pile possèdent un excès d'électricité contraire , et chaque moitié de la pile, une électricité également contraire, dont l'intensité va en diminuant jusqu'à la lame du milieu, qui est à l'état neutre. Voici comment M. Biot a analysé ces effets :

La face a possède une charge électrique en partie libre, en partie dissimulée par l'électricité de nature contraire qui est fixée sur la face b; il en est de même de la face a' par rapport à la face b\ et ainsi de suite jusqu'à la dernière. L'excès d'électricité libre décroît rapidement d'un élément à un autre.

Si l'appareil était isolé, il n'y aurait aucun changement dans son état électrique; mais comme il se trouve dans un milieu qui enlève à chaque surface une quantité d'électricité proportionnelle à l'excès qui est libre sur chaque face, il en résulte que cette perte sera plus grande pour la face a que pour la face a', et ainsi de suite jusqu'à la face 6? qui n'a pas d'électricité libre. Il résulte de cet état de choses que a ayant perdu une portion de son électricité libre , ne pourra plus neutraliser sur b la quantité qui s'y trouvait auparavant. Il en est de même à l'égard de b'^ et de même pour les faces a", a"\ jusqu'à la deruière 6" qui ne se trouvera plus alors avoir son électricité complètement neutralisée , de sorte qu'une portion deviendra libre. Cette portion , d'abord très-petite , augmentera successivement, et perdra également par l'action absorbante de l'air , mais moins que les portions libres des autres lames, puisqu'elle est d'abord très-faible; mais la perte d'électricité libre diminuant de plus en plus sur la première face et augmentant sur la dernière , et les lames intermédiaires éprouvant des effets semblables, il en résultera que les électricités des faces extrêmes arriveront à l'égalité, et posséderont, par conséquent, deux électricités égales et de signe contraire, lesquelles iront graduellement en décroissant jusqu'au centre où il n'y aura pas d'électricité libre. £n rompant la pile en un .endroit quelconque, on sépare les

deux électricités qui étaient dissimulées; de sorte qu'on auift sur chaque face séparée une certaine quantité d'électricité iibre , de nature contraire à celle de Textrémité correspondante.

La tourmaline, la topaze, etc., nous présentant des effets absolument semblables , on doit rechercher si la cause indiquée précédemment n'interviendrait pas dans la production de ces effets. Latopa2c, par exemple, n'a qu'un sens de clivage perpendiculaire à l'axe de cristallisation ; si l'on enlève une lame, elle prend un excès d'électrieité contraire à celui qu'acquiert la face en regard , et cela quel que soit l'endroit où l'on opère le» clivage : c'est donc une disposition semblable à celle de la pile électrique. Cela posé , lorsqu'on élève la teoh pérature du cristal, on écaite les lames dont l'épaisseur est celle d'une molécule; on doit avoir alors un dégagement d*électricité analogue à celui obtenu dans clivage ; de sorte que la substance conduisant mal, Il peut se former une pile semblable à celle que nous venons de décrire , en admettant que chaque molécule , par l'effet du refiroidissemeut ou de l'abaissement de température , possède deux pôles électriques contraires ; que l'espace Intersticiel remplace la tige métallique, et que le système cristallin soit tel que Tune des faces de chaque lame renferme les pôles de même nom et la face en regard les pôles d'électricité contraire.

Ce qui tend encore à assimiler la topaze et les cristaux électriques aux piles électriques , ce sont les effets produits quand on brise la pile ou une topaze. Chaque partie séparée manifeste encore une électricité de signe contraire, comme si ces deux électricités étaient dissimulées avant la rupture.

Le même raisonnement s'applique à tous les autres cristaux autres que la topaze, dans lesquels le clivage n'est pas aussi net que dans celle-ci; car, bien que ce clivage n'existe pas toujours, on conçoit cependant, d'après les idées que nous possédons sur la cristallisation, que la nature ait employé un mode de superposition semblable; seulement, nos moyens mécaniques sont insuffisants pour opérer la séparation de ces lames.

Voilà tout ce que nous pouvons dire pour l'instant sur la cause du dégagement de l'électricité par élévation ou abaissement de température dans certaines substances minérales cristallisées. Avant de quitter ce sujet , nous ne devons pas oublier de parler des expériences que M. Brewster a faites dans le but d'étendre le nombre des substances électriques par la chaleur; nombre qui, suivant lui, est considérable. Il range parmi les substances pyro-électriques le spath

CHÀLEUB. 499

calcaire 9 le sulfate de baryte, le carbonate de plomb, le spath-fluor, plusieurs sulfates, le diamant, l'améthyste , le soufre, le sucre, etc. Il suffit d'indiquer le procédé de M. Brewster pour montrer qu'il a été induit en erreur sur la cause du phénomène. Ce physicien avait pris une membrane végétale excessivement mince, très-sèche, de Yarundo phragmitey dont il coupa plusieurs lanières ; il observa qu'elles adhéraient m nombre de deux , de trois, au cristal dont il élevait la température. De ce qu'il y avait adhérence, il en a conclu que les cristaux étaient électrisés. Or, cette épreuve est insuffisante; en effet, lorsqu'on veut savoir si un corps est électrisé, il faut s'assurer de deux choses : 1** s'il attire les corps légers qu'on lui présente; 2° ai ces corps sont repoussés immédiatement après le contact. Toutes les fois qu'il y a attraction seulement, on ne peut en conclure que le corps soit électrisé ; car on sait qu'un corps qui a été chauffé exerce plusieurs genres d'action sur les corps légers qui se trouvent à la température ordinaire. D'après cela, nous ne pouvons admettre, sans de nouvelles épreuves, la pyro-électricité des substances indiquées par ce physicien.

Des effets de chaleur produits dans les corps par le passage

de Vélectricité,

Lorsqu'un cours d'eau, animé d'une certaine vitesse, trouve sur son passage une masse de sable dans lequel il peut s'étendre, l'eau s'écouie dans les interstices sans déranger la position des grains de sable; mais si la quantité de mouvement dont ce cours d'eau est animé est assez considérable, alors la masse est rompue en divers points : de même aussi , quand l'électricité pénètre dans une masse métallique, elle s'insinue dans tous les espaces intermoléculaires, comme le fait l'eau dans le sable ; car, pour elle, les corps sont criblés d'un nombre infini de vacuoles ; si elle peut s'étendre sans diificulté, les molécules ne perdent pas leur position naturelle ; dans le cas contraire , il n'en est pas ainsi ; les molécules éprouvent une résistance qui est proportionnelle au carré de la vitesse ; et il en résulte des effets de chaleur qui doivent être d'autant plus grands que cette vitesse est plus considérable.

Nous savons , d'un autre côté , que lorsque la chaleur se propage dans un circuit métallique fermé, au point où elle trouve un obstacle, les deux principes électriques apparaissent aussitôt ; l'électricité positive franchit l'obstacle ; d'où résulte un courant électrique qui va de la partie chaude à la partie froide. Nous voyons par là que la réciproque a également lieu, attendu que le fluide électrique, quand

500 TBÀITB DE PHYSIQUE.

il circule dans un corps , se change en chaleur là où il rencontre un obstacle qui s'oppose à sa libre circulation. Nous ne connaissons encore à cette règle qu'une seule exception, dont la découverte est due à M. Peltier, et dont il sera question ci-après.

Les effets calorifiques produits par l'électricité sont tellement variés que nous devons mettre de l'ordre dans leur exposition, si nous voulons les coordonner ensemble, de manière à les rapporter à quelques principes généraux.

L'électricité se présente ordinairement à nous sous deux états : à l'état d'électricité libre ou à l'état de courant. Nous devons par conséquent étudier les effets de chaleur dans l'un et l'autre état.

Le passage de l'étincelle électrique dans l'air est accompagné d'effets calorifiques, qui sont rendus sensibles au moyen du thermomètre de Bjnnersley ; ainsi, l'électricité ne peut traverser un milieu mauvais conducteur sans produire un dégagement de chaleur. Ce phénomène est accompagné d'une odeur qui a de l'analogie avec celle du phosphore et du soufre. Cette odeur est-elle le résultat de l'impression produite sur les organes de l'odorat par le principe électrique lui-même, ou bien provient-elle d'un principe odorant mis en liberté par le passage de l'électricité, comme le pense M. Schœbœin? c'est ce que nous ne savons pas encore bien. Suivant ce physicien , l'odeur du principe est pungitive lorsqu'il se trouve concentré, et elle a celle du phosphore quand la substance est mêlée avec beaucoup d'air. Il la classe à côté du chlore et du brome. 11 est nécessaire que de nouvelles expériences viennent confirmer ces résultats.

Depuis Franklin on s'est beaucoup occupé des effets de chaleur produits par les décharges électriques ; ces effets sont souvent considérables, et méritent de fixer l'attention des physiciens. On sait que lorsque l'on fait passer la décharge d'une batterie électrique dans un fil fin de métal , le fil s'échauffe dans une certaine longueur, souvent jusqu'à l'incandescence, la fusion ou la volatilisation. Lorsque la charge de la batterie n'est pas suffisante pour fondre les fils, il en résulte sur leurs surfaces des effets de couleur dus à des altérations dépendantes de leur nature et de leur température : avec l'acier, la couleur devient successivement bleue, jaune, rouge vif, puis le métal entre en fusion quand la charge devient plus forte ; celle-ci augmentant encore , le métal disparaît avec une flamme brillante , et il se dépose sur une feuille de papier placée au-dessus une poussière fine rouge de peroxyde.

Le platine, l'or et l'argent sont également fondus et volatilisés en

employant une charge convenable ; les deux premiers ne sont pas oxydés, et peut-être le troisième, car la chaleur qu'ils éprouvent par l'acte même de la fusion est suffisante pour réduke leurs oxydes. On sait, en outre, que la couleur violette de la poussière fournie par l'or volatilisé dans cette circonstance, est celle que prend ce métal quand il se trouve dans un grand état de division. Un grand nombre d'expériences ont été faites pour opérer la fusion des fils métalliques dans l'air et dans différents gaz, au moyen des décharges électriques. L'appareil employé à cet usage est formé d'un tube de verre de 65 à 80 millimètres de diamètre et de 215 millimètres de largeur. Il est fermé à ses deux extrémités par deux douilles à l'une desquelles est un robinet qui sert à faire entrer une quantité d'air donnée ou de tout autre gaz; au-dessus de ce robinet et dans l'intérieur du tube, se trouve une bobine sur laquelle sont enroulés un fil de métal et une ficelle qui sont parallèles et attachés l'un à l'autre de décimètre en décimètre. Un cylindre de cuivre de ti'ois pouces de long est vissé au centre de la douille supérieure ; au moyen d'une longue aiguille, on fait passer le bout de la ficelle et le fil de métal à travers le cylindre; puis on le ferme avec un bouchon, de manière que le fil et la ficelle se meuvent dans le tube. Quand le fil est brûlé on lui en substitue un autre au moyen de la ficelle.

Pour constater la quantité d'air absorbé, on adapte à rorifice inférieur du robinet un tube de verre étroit, ayant à peu près 0°*,27 de haut, et ouvert à ses deux extrémités; Tune d'elles est plongée dans un vase qui contient du mercure; quand le robinet est ouvert, l'élévation du métal indique la quantité de gaz absorbé. Comme la température augmente beaucoup dans l'intérieur de l'appareil, on ne doit déterminer l'absorption que lorsque la température est devenue égale à celle de l'air ambiant.

En opérant dans l'air, les métaux oxydables absorbent de l'oxygène. Les métaux qui conduisent le moins l'électricité, tels que le fer, le platine, produisent les plus grands effets de chaleur ; tandis que l'or et l'argent, qui sont bons conducteurs, donnent des effets moins marqués.

Voici le tableau des différents résultats obtenus dans l'air par Cuthberson sur des fils de différents métaux, de 0",27 de longueur, en employant une batterie dont les armures intérieures avaient à peu près 1™,79 c. carrés :

TBÀITE DE PHYSIQUE.

DÉSIGNATION des métaux.

DIÂMÈTRB

des iils.