TRAITÉ DE PH\'SIQLE

Du dégagement de V électricité par frottement dans les corps mauvais conducteurs.

Passons aux effets électriques de frottement dans les corps mauvais conducteurs, effets qui varient et dans leur nature et dans leur intensité, en raison de causes tellement légères, qu'elles échappent à toutes nos investigations. Ne pouvant rattacher tous ces faits à des principes généraux , ce qu'il y a de mieux à feire, est de s'en tenir aux propriétés fondamentales qui seules peuvent nous servir de guides dans leur étude.

Pour procéder avec méthode et aller du simple au composé , nous soumettrons d'abord à l'expérience des corps semblables, mais dont toutes les parties n'éprouvent pas également l'action du frottement , alui de reconnaître les causes les plus iniluentcs sur la production du phénomène. Lorsqu'on frotte en croix , l'un sur l'autre , deux rubans de soie blancs pris dans la même pièce, celui qui est frotté transversalement prend l'électricité négative, et l'autre l'électricité positive. Or, les points du premier éprouvant plus l'action du frottement que les points du second , se trouvent par là soumis à un ébranlement plus considérable, et s'échauffent aussi plus que les autres. Ces deux causes exercent une grande influence sur la nature de l'électricité que prend un corps mauvais conducteur dans son frottement contre un autre corps également mauvais conducteur.

Deux rubans de soie noirs produisent les mêmes effets ; il en est encore de même d'un ruban noir et d'un ruban blanc , lors même que l'action du frottement est la même sur chaque ruban, condition facile à remplir. Eu opérant avec deux tampons dont l'un est recouvert d'un morceau de ruban blanc, l'autre d'un morceau de ruban uoir , et les frottant l'un contre l'autre , on trouve que le premier prend l'électricité positive , et le second l'électricité négative ; or, comme les deux étoffes ne diffèrent entre elles que par la matière colorante, il faut donc que celle-ci intervienne d'une manière quelconque , et dans le mode d'ébranlement des parties, et, par suite, dans la chaleur émise. Or , la soie noire , qui a un pouvoir absorbant plus grand que la soie blanche, devant s'échauffer plus que celle-ci, se trouve dans une circonstance convenable pour acquérir l'électricité négative. En général , si, avant do frotter deux corps l'un contre l'autre^ on élève préalablement la température de lun d'eux, on augmente sa tendance négative.

Prenons encore deux corps semblables , mais ne dilTéraut que par

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l'élat de leurs surfaces , tels que deux tubes de verre dont l'un est poli et l'autre dépoli, ou bien deux bâtons de gomme laque se trouvant dans ces mêmes états ; si l'on frotte les deux premiers l'un contre l'autre, en ayant eu soin de bien les sécher auparavant et de les tenir pejidant quelque temps dans un milieu desséché par le chlorure de calcium, le tube dépoli prend l'électricité négative. 11 en est de même du bâton de gomme laque dépoli. On voit donc que dans le frottement de deux corps, celui dont les particules de la surface peuvent se déplacer plus facilement tend à prendre l'électricité négative.

En résumé, voilà trois causes qui augmentent la tendance négative : un frottement plus grand , un accroissement de chaleur et une surface dépolie ou couverte d'aspérités , ou bien une constitution fibreuse. L'état des surfaces a une telle influence sur la nature de l'électricité dégagée , qu'il existe une substance minérale cristallisée , le disthène , qui prend l'électricité positive sur certaines faces, et l'électricité négative sur d'autres, avec le même frottoir, sans qu'on puisse apercevoir de différences sensibles dans l'état moléculaire des surfaces.

Passons aux corps de nature différente. Si l'on applique sur une planche de sapin bien sèche, une feuille de papier également bien sèche, et qu'on passe rapidement sur cette dernière, avec frottement, un morceau de caoutchouc, le papier, qui est électrisé par le frottement, agit assez fortement par influence sur le bois pour y adhérer, de manière à éprouver une résistance quand on veut l'enlever. Si l'expérience se fait dans l'obscurité et dans une pièce très-sèche, on aperçoit une traînée lumineuse à l'instant de la séparation.

Coulomb a observé qu'une bande de papier chauffée, frottée contre une étoffe de laine blanche ou de soie blanche , prend toujours l'électricité négative; quand l'équilibre de température est rétabli , elle ne donne le plus souvent que des signes d'électricité positive. Le même effet a lieu, mais sans anomalie, avec une étoffe de soie noire et de boa teint, tandis que l'effet est contraire quand cette étoffe est à demi usée.

Ln ruban de soie blanc chauffé prend toujours l'électricité négative dans son frottement contre un métal , tandis qu'en le laissant refroidir, il donne des signes très-faibles d'électricité positive quand le métal est très-poli.

Il n'en est pas de même d'un ruban de soie noire ; chauffé ou non, il prend toujours rélectricité négative , quand il est soyeux et de bon teint, dans son frottement contre un métal.

On a vu précédemment qu'en frottant un ruban de soie blanc I. 26

contre un autre de soie noire , le premier prend toujours l'électricité positive ; mais si le ruban noir est usé et que le ruban blanc soit chauffé , ce dernier donne des signes d'électricité négative tant qu'il est chaud, et devient positif en se refroidissant.

Un ruban de soie, une bande de papier , une étoffe de laine, etc., frottés contre une peau encore garnie de ses poils, prennent toujours l'électricité négative.

Tous ces résultats tendent à prouver qu'outre les causes déjà signalées, les tissus, les libres de matière animale et végétale, dont les parties sont plus ou moins lâches, et qui peuvent éprouver, par cela même , plus de déplacement dans le frottement que celles des surfaces métalliques, prennent plus habituellement l'électricité négative.

Dans les expériences précédentes, rien ne montre qu'il y ait eu adhérence entre les corps ou action chimique; ainsi, les effets produits doivent être attribués soit à une différence dans le mode de vibration des particules , soit à une répartition inégale de chaleur dans chacun des deux corps , par suite de laquelle les molécules de l'un d'eux acquièrent plus de mobilité.

L'immersion de différents corps dans le mercure donne lieu à des effets électriques complexes que nous devons faire connaître , parce qu'ils serviront encore à nous montrer l'influence qu'exercent sur leur production les causes déjà signalées. On distingue trois modes d'immersion : immersion brusque , immersion lente, et immersion qui consiste à enfoncer doucement le corps dans du mercure et à l'y laisser plus ou moins de temps. Les corps , avant l'expérience , doivent être maintenus constamment dans un flacon contenant de la chaux caustique. Voici les principaux résultats que l'on obtient :

Le verre, le soufre , le succin et la cire d'Espagne ne sont pas ordinairement électriques à la température de 10" par aucun des trois modes; il en est de même jusqu'à + 18° , pourvu qu'ils soient à égalité de température avec le mercure. Cependant le succin commence à devenir électrique par le choc à plus de 11°, la cire d'Espagne à plus de l.S° , et le verre à plus de 20°; mais il faut avoir constamment l'attention de laisser ces corps dans le mercure assez de temps pour que l'équilibre de température s'établisse, et de les retirer ensuite lentement. Entre 80 et 100°, le pouvoir électrique s'éteint par immersion brusque , et, en général , une température élevée éteint le pouvoir électrique comme une température basse.

Ces résultats montrent de nouveau l'influence de l'ébranlement des particules et de la chaleur sur le dégagement de l'électricité, influence

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qui doit se faire sentir plus facilement sur le soufre, le succin et la cire cVEspague que sur le verre. Dans les expériences précédentes, les corps étaient à égalité de température avec le mercure; mais s'il y a une différence d'un degré seulement, tous ces corps deviennent électriques; cependant il y a des limites ; car un cylindre de verre chauffé à 100*' n'est pas électrique quand on le plonge dans du mercure à H- 1 5°; il en est encore de même en opérant d'une manière inverse. Une tige de verre, avons-nous dit, n'est pas excitable dans le mercure à égalité de température entre certaines limites; au delà elle le devient. La nature de l'électricité varie encore suivant la différence de température entre les deux corps.

La tige est positive lorsque sa température est un peu plus élevée que celle du mercure ; elle est , au contraire , négative, lorsqu'il y a un plus grand intervalle.

En général, avec le succin, le soufre , la cire d'Espagne, les effets du choc sont plus marqués que ceux du simple contact ; on voit donc encore l'influence de l'ébranlement des parties pour exciter la puissance électrique.

Des substances composées de parties flexibles , telles que le coton , le papier et la laine, sont très-électriques par les trois modes d'immersion, depuis H- 10° jusqu'à 80", même à égalité de température avec le mercure. Il s'ensuit que la faculté électrique augmente avec celle qu'éprouvent les particules des corps à perdre leur position naturelle d'équilibre; il suffit souvent d'un très-léger ébranlement, tel que celui provenant de la rupture de l'action attractive exercée par le mercure sur les corps, pour dégager de l'électricité. Examinons des cas encore plus compliqués.

Lorsque l'on frotte l'un contre l'autre deux corps qui n'ont pas le même degré de dureté, et que l'un d'eux cède, par conséquent, à l'autre, une partie de sa substance , au bout de quelques instants , le frottement ne s'exercera plus entre les deux corps, mais bien entre le corps le plus tendre et la portion de ce corps qui a été déposée sur le plus dur. On a alors des effets électriques complexes, selon que le métal le moins dur est oxydable ou non; de là une foule d'erreurs dans lesquelles sont tombés les physiciens qui se sont occupés de déterminer l'espèce d'électricité que prend un corps dans son frottement contre un autre. M. de la Riv(!, qui a étudié ce genre d'effets, a opéré avec des frottoirs plus ou moins durs, tels que la peau du doigt, l'Ivoire, la corne, le liége, diverses espèces de bols bien sec , et a pris pour corps frottés les métaux qui cèdent, soit