LOI DES ATTRACTIONS ET AÉPULSIOICS

raltraction ; mais si cette droite coupela courbe aux points m et n , il est évident qu'à ladl* stance Â'B il y aura un é(|uilibre stable , et à la distance A^'B un équilibre instantané. Ainsi, en prenant des fils dont la force de torsion soit très grande relativement à Tattraotion des deux boules, et en plaçant la boule d à une certaine distance angulaire de Ja hovied\ il existera toi^ursune position d'équilibre stable que Ton pourra observen eteii./aisant mouvoir Taiguille du micromètre de manière à faire rapprocher lesbouks, oiMporait, comme dans les expériences de la répulsion , une série de positions d'équilibre dont on comparerait les distances et les torsions ; mais comme il est indispensable , pour conserver à l'appareil toute sa sensibilité, d'avoir des flls dont la force de torsion soit très faible, et que, d'ailleurs, la grande mobilité du levier produit souvent de grandes oscillations, la boule mobile pourrait toucher la boule fixe, ce qui duuH gérait l'attraction en répulsion : il vaut mieux alors emploj^er le procédé suivi par Coulomb.

891. Coulomb a encore vériGé la loi que suivent les attractions et les répulsions électriques , par un procédé difTérent qu'il est boa de connaître. D remplaçait le fil métallique de suspension par un fli de soie tel qu'il sort dif cocon ( la Torce de torsion était tellement petite, que celle d'une circonférence équivalait au poids d'un centvingt-miUième de grain); à l'extrémité du levier, en gomme laque, il plaçait un petit cercle vertical de papier doré', et à une certaine distance il disposait un globe métallique isolé à l'état naturel, ou chargé d'électricité de nature différente de celle du disque : le levier oscillait horizontalement par l'attraction du globe, comme un pendule ordinaire oscille verticalement par la pesanteur. Comme les amplitudes des oscillations étaient fort petites, que l'aiguille était très cdbrte et éloignée du centre du globe d'une quantité fort considérable comparativement à sa longueur, il en résultait que les lignes menées de différents points du disque de papier au centre du globe, dans les différentes positions du disque pendant une même oscillation , pouvaient être considérées comme égales et parallèles. Alorà on trouve par le calcul que , dans la supposition que l'attraction varie en raison inverse du carré de la distance, la durée des oscillations devait croître proportionnellement à la distance. Coulomb trouva , en effet , que les nombres d'oscillations dans te même temps étaient en raison inverse des distances.

En eiEet» la formule

que nous avons donnée (58), est ici exactement applicable; seulement il faut y remplacer g par -^ i Fêtant Tintensité de TaUrâctien à Tunité de ^stance, et D la distanee du disque doré au centre du globe électrisé. La formule devient alon

6ft ÉLECTRICITÉ STATIQUE.

La même méthode pourrait rgalemcnt servir pour détenninerb loi des répulsions , car en communiquant au globe et h la pIlM des électricités de môme nature , Taijpiille serait repoussëe etoiBlerait en vertu de cette répulsion dans une position diamétralemot opposée à la première.

8M. Le» forces atiraefires au répulsives des corps eleeirbh sont proportionnelles aux produits des quantités tteleetrieili libres renfermées dans les corps qui agissent les uns sur les » très. Pour constater cette loi, dont la découverte est encore dii Coulomb , on procède de la manière suivante. On électrise unebdk de sureau é{;ale à celle qui est fixée à ^extrémité du levier debiN' lance, on introduit cette boule dans la cage : après le contact lesbodei se repoussent, et on mesure la torsion à Tinstant de Féquilibre ; ensiift après avoir touché une des boules pour la remettre à Tétat natQrd,ai réitère Texpérience, et Ton mesure la torsion correspondante i Téquilibre à la même distance que dans la première opératioi: on trouve que la torsion est quatre fois plus petite dans ce dernier cas que dans le premier; ce qui est d*accord avec la loi que no* avons énoncée : car en représentant par a la quantité dTëkclrieil^ donnée d*abonl à la boule, après le partage avec Ja bode ôb la li^lame, chacune renrermaît une quantité d*électricitë ^

^ p «^d'après la loi énoncée, leur force répulsive était pWï»* tiooufrjle â V ; H , dans le second cas , après le nouveau paiHgB «Mcuui; i,f,hh^4M uïii; quantité d*électricité égale à ^, et la fw*

répultii^ï é'uiii proportionnelle à jj. On voit d'après cela que kl

ifiir^KiifHih M Ua répulsions des corps électrîsés sont les mêmes i|tf hi ':** actions pf ov^riai#;nt des actions de même nature de molëoÀl éf/^ngC'iT^ aux <'/,t^^ dont la présence dans ces corps serait la cai-

n ié^ïU: :<fi^ ilt rj. qui précède que la quantité d'électridlB W**; 'iiM: {//wM nu f/,rp% est proportionnelle à la racine carrél <>? bê u^w/u f^ii iup^Mfi^, , dans la balance de Coulomb, la répnUoi * to mh$^, /I'hI;»^^. ^f Qft C6rps de même dimension avec lequel! % f4PMijj^ Vi# ^l#;«t#yif^« Cm rapport serait encore le même si hi

t*ÉLBGTAlGITi RÉSIDE H LJL flUEFAQ^ DES GOEPS. 65

corps entre lesquels s*exerce la répulsion avaient des dimensions différentes , parce que le partage de Télectricité aurait lieu dans an rapport constant y et par conséquent le produit des quantités d'électricité renfermées dans les deux corps serait égal à un nombre constant, multiplié par Le carré de la quantité d*électiicité de Tun d'eux.

895. U électricité dans un corps conducteur réside entière* ment à sa surface. Ce fait résulte nécessairement des expériences suivantes. Si on électriseune sphère creuse {fig. 519), percée d'une ouverture circulaire, et si on introduit dans son intérieur un petit disque de papier doré m, supporté par un manche dégomme laque, de manière qu'il touche la surface concave , le disque après sa •ortie est éîectrisé, si on a eu soin d'éviter qu'il touche les iMMrds de l'orifioe en entrant et en sortant. Si on]électrise une sphè* re métallique suspendue à un fil de soie (Jig. 520), et si on l'enveloppe avec deux hémisphères également métalliques, soutenues par des manches isolants , en les enlevant rapidement , la sphère perd lOQte son électricité primitive.

894. L'électricité est retenue à la surface des corps par Pair environnant. En effet , lorsqu'on place sous le récipient d'une machine pneumatique un corps isolé et électrisé, et qu'on fait le vide, loote l'éiectridté du corps se dissipe. Cependant si le corps est mauvais conducteor, il conserve encore dans le vide une certaine quantité d'électricité.

808. Lorsqu'un corps conducteur isolé est garni d'une pointe fnétalliquê , t électricité dont on le charge s'écoule par la pointe. Ce fait résulte de ce qu'un corps conducteur isolé , armé d'une pointe, ne peut pas être électrisé par le contact avec un tube de içerre chargé d'électricité par le frottement, et de ce que, lorsqu'on le met en contact avec un corps conducteur isolé, chargé d'électri- BÎté , elle jdisparatt bientôt dans les deux corps. ^ ^ 890. Lorsqu'un corps conducteur isolé et terminé par une pointe peut se mouvoir facilement en sens contraire de l'écoulexnent de l'électricité par la pointe, le mouvement a toujours jeu. La manière la plus simple de faire cette expérience con- J8te à prendre une aiguille métallique terminée par deux points . recourbées , à angle droit dans le même plan , et garnie à son yilieu d'une chappe , que l'on place sur une pointe isolée , corn- Bupiquant avec une source quelconque d'électricité : si le plan de L aiguille et des poiu,tes n'est pas vertical , l'aiguille tourne d'une U. 5

66 iiEcniciTi statique.

manière continue y tant qne la source fournit de rëlectricitë au support. Ce phénomène, tout à fait analogue à ceux que présente Técoùlement des liquides ei des gaz, s'expliquait en admettant que réiectricité libre à la surface d*un corps exerce sur Tair une certaine pression , que dans Tétat d'équilibre toutes ces pressions se détruisent, mais qu'aussitôt que l'électricité s'écoule par un point, la résultante des pressions exercées sur tous les autres points (Atient tout son effet. Nous reiriendrons plus tard sur ce phénomène , qui paraît dépendre d'une tout autre cause.

807. Développemefit de télectridU par influence. Soit A (fig. 521) un corps conducteur isolé, et B un corps aussi conducteur isolé , et garni dans toute sa longueur de fils doubles portant i leurs extrémités de petites boules de moelle de sureau. Si on éle^ trise le corps /^ , et si on le place à une petite distance d'une des extrémités du corps f, on observe les phénomènes suivants. l^Les boules de sureau s'écartent , et la divergence décroît des extréaités ûu centre : par conséquent le cylindre B est électrisé , et réiectricité libre en chaque point augmente du centre aux exlrémiti^ 2« Les électricités développées dans les deux nioitiés du cylindre sont de nature différente : celle qui existe dans la partie la plus voisine de /4 est de nature contraire à celle de /^, et celle qui se trouve sur la partie la plus éloignée est de même nature. 3«En rapprochant davantage le corps ^^de j?, la divergence des boules aogmente, et elle diminue si on l'éloigné; mais le point d'indifTéreooe; qui ne coïncide jamais avec le milieu de B^ s'en approche d*aotant plus que le corps /4 est plus éloigné. En touchant le corps A avec le doigt, tout indice d'électricité disparaît dans A et B. &• Lorsque le corps £ est électrisé par influence, qu'on le touche en n avecua corps conducteur d'une petite dimension et isolé , et qu'on éloigne le corps /^, ou qu'on dissipe son électricité en le touchant avec le doigt ou avec un corps bon conducteur communiquant avecle sol , on trouve le corps B chargé de l'espèce d'électricité qui ae trouvait en m. De même , si on avait touché le corps B en tn aprtt l'éloignement de A, le corps B se trouverait chargé de l'espèce tfélectricité qui existait en ny mais si on touche le corps B en m ontM n , avec un corps conducteur communiquant avec le sol , le corps JV, après l'éloignement de A^ reste chargé de Tespèce d'électricité extraire à celle qui se trouvait dans A. 5* Enfin , si on touche lecorpë A aux points r et « avec un corps conducteur de petite dimension et isolé , tel qu'une boule de moelle de sureau soutenue par un cy-

BXPUCATIOIC DES (HélCOHBNBS. 67

lindre de verre ou de gommç laque , on trouve que , quand le corps A n'agii pas sur B^ le peiîi conducteur prend la même charge électrique aux points r et t , et que , dans le cas contraire, il prend au point r une charge plus grande qu'au point m; et que la différence est d'autant plus grande que les corps AtiB sont plus voisins. Les corps mauvais conducteurs ne se comportent pas de la même manière : ils s'électriscnt difficilement par influence ; mais quand ils l'ont été, ils conservent l'état électrique qu'ils ont acquis lorsqu'ils sont soustraits à l'influence de la cause qui la produit.

898. Hypothèift admises pour expliquer les phénomènes éleC" triques. Pour expliquer les phénomènes que nous venons d'exposer, on a admis 1« qu'ils proviennent de deux fluides très subtils , dont les molécules similaires se repoussent, et celles de nature différente s'attirent; 2* que tous les corps renferment ces deux fluides à l'éfat de combinaison , et ne peuvent alors manifester leur présence; $• que ces fluides sont séparés par le frottement, et se portent l'un dans un corps , l'autre dans l'autre ; &« que les corps sont plus ou moins bons conducteurs. Ces hypothèses, comme nous allons le faire voir , satisfont cx)mplctement aux faits observés.

899. Explicaiiofi des phénom.ènes éhetriques dans t hypothèse des deux fmdes. Lorsqu'on frotte deux corps , les fluides neutres qu'ils contiennent sont en partie décomposés , et l'un des corps prend le fluide électrique positif, l'autre le fluide électrique négatif; mais un des corps ne peut conserver l'électricité dont il s'est emparé qu'autant qu'il est mauvais conducteur ou isolé. Quand un corps bon conducteur est chargé d'électricité, les molécules électriques, étant douées d'une force répulsive , s'éloiguent les unes des antres jusqu'à ce qu'elles rencontrent un obstacle : alors elles' ^'accumulent à la surface même du corps, où l'air par son défaut ié conductibilité s'oppose à leur dissémination.

M. Poisson , en partant du principe que les attractions et les répulsions électriques ont lieu en raison inverse du carré de la disCaiice,et que, dans un corps à la siuface duquel Télectricité est en équilibre, l'action totale de la couche électrique sur un point quellonque de l'intérieur du corps doit être nulle, afin qu'aucune nou-f elle portion d'électricité ne soit développée , est parvenu à des ormiîles qui représentent la distribution de l'électricité ù la surfae dés corps conducteurs électrisés. Il résulte de ces formules que 'électricité libre forme à la surface du corps une couche extrémeugnl mince, d'une densité constante, dont l'épaisseur, propor--

ÉLBCT&ICTTÉ STATIQtS.

W^ m nn même point à la quantilé d*élec(rlcile que renferme

\ario en (^énf'ral d'un point à un autre suivaDt ane loi qui

' '\j^j des ravons de courbure de la surface, de telle manière

olle est plu*» {grande dans les points de la surface où les rayoBS V rourbure sont les plus petits, et que, si la surface était garnie d'une poioie à M>n extrémité , l'épaisseur de la couche y serait infinie, liais of'ttjf; ijju*:h4i électrique, appuyée contre Tair qui environne le rori'*»^ i^vi 'A' nécessairement sur cet air une certaine pression; et )« r^lruï luit voir que cette pression, qu*on désigne sons le nomde ir9»»tf/fi , ^ if fi'- en chaque point proportionnellement au carré de féyiubt^vf ^<^ la '^>uche électrique, et que la résultante totale de ces I^Mtiiiviis. *^t nulle, ou, en d'autres termes, que dans unedirecâoi /in^ut^O j! > a toujours deux pressions égales et opposées, qui set u^,^AAi^ : de sorte que, quand Télectricité est en équilibre, cft ^M.j.SkOiib ne peuvent imprimer aucun mouvement au corps. Mais ,v k< 4'Or]^b renferme une pointe, la pression exercée a sou extré- «.:.;< 4:bf toujours suffisante pour vaincre la résistance de Tair : alors Mîi*Airl«;iié s écoule, et la pression opposée à la direction defé- «^ouitMiient obtient tout son effet , si le corps n*oppose pas une trop ^^1 auG<:; I ésislance au mouvement. Kous ajouterons que les tensions olibtrf'vées sur les différents points d'un corps s'accordent parfaiteiair£if ^vfc celles qui résultent du calcul.

ijit circonstances qui accompagnent le dévcloppcmeut de Félectrii^ilé par influence s'expliquent aussi facilement dans Tliypotb^ admise. En effet , lorsque le corps J( fi g. 621) éicctrisé , par exempte posiLivf-ment, est placé à unepetite distance du corps fi conductairel ij>oi«'- , réiecîricité de y4 décompose le fluide neutre de /?, aitiredans Ja^pariie la plus voisine Telectricilé négative, et refoule dansla partie la plus éloignée Télectricité positive. La tension devra être plw grande en m qu'en jt , et comme le corps B renferme la même quat* liié d'électricité positive et négative, la ligne neutre devra évideiBment être plus voisine de m que de n , et d'autant plus que le corps ^ sera plus près, et la quantité d'électricité mise en liberté dena uécessairemciit diminuer à mesure qu'on éloignera davantage te deux corps. On conçoit facilement que, si on touche le corps fi en on point quelconque avec un corps conducteur isolé, quand on anrt éloigné le corps y4 , et que les deux fluides qui ont été séparés par influence se combineront, il manquera pour former du fluide nen- Vre toute 1 électricité qu'on a enlovik* ; ot par conséquent le corps^ une quantité d'électricité libre , égale , et opposée à car

KlPLIGATIOfT DES PHÉNOSIÀNBS. 69

le qui a été enlevée. Enfin , si on touche le corps B en un point quelconque avec un corps conducteur communiquant avec le sol , lorsqu'il est soumis à Finfluencc du corps /^, après Téloignement ou la neutralisation de Télectricité de A y B reste chargé d'électricité contraire: en eflet» si le contact a lieu au point n^ la chose est évidente ; mais si la communication avec le sol est établie au point ut, c'est encore le fluide positif qui s'écoule, car le corps qui établit la communication éprouve par influence la même décomposition que By mais la décomposition est plus complète, attendu que son électricité positive s'écoule dans le sol , tandis qu'elle s'accumule à l'extrémité n de B , et diminue par son influence la quantité d'électricité neutre qui serait décomposée sans cette circonstance : alor» une partie du fluide négatif du conducteur pénètre dans le corps Bj neutralise l'électricité positive accumulée en n, et, après la suppression du conducteur , le corps B reste chargé négativement. Quant aux variations de tension que le corps /é éprouve dans les parties les plus voisines et les plus éloignées de Bj quand on augmente ou quand on diminue la distance des deux corps , elle provient évidemment de l'attraction exercée par l'électricité de B sur celle de Jj dont l'effet est d'attirer cette dernière électricité dans la partie du corps la plus voisine de ^ , et d'autant plus que la distance est plus petite.

900. Nous pouvons maintenant expliquer les aitnctions et les répulsions apparentes des corps électrisés. Supposons deux corps de forme sphérique A et B. Il peut se présenter un grand nombre de cas, suivant que l'un ou l'autre ou tous deux sont bons ou mauvais conductetu^s , et suivant l'espèce d'électricité dont ils sont chargés ; nous n'examinerons qu*un petit nombre de ces cas , l'explication des autres s*en déduira facilement. Admettons d'abord que les deux corps soient mauvais conducteurs et chargés d'électricités différentes : les couches électriques étant retenues à leur surface par la force inconnue qui empêche la conductibilité , ainsi que par la résistance de l'air , et ayant la propriété de s'attirer , elles entrât • lieront nécessairement dans leur mouvement les masses auxquelles elles sont adhérentes , pourvu que le poids de ces masses ou toute autre résistauce ne s'y oppose pas ; et , pendant le rapprochement, chacun des corps conservera sensiblement le même état électrique*

Si A et B sont tous deux bons conducteurs et chargés d'électricités différentes , les deux couches électriques qui sont à leur surface n'y sont maintenues que par la résistance de l'air : par con-

70 iLEGTEICITÉ STATIQUE.

^qaeDt, les corps ne pariicipcroni aux mouvements que tendent à prendre leurs couches électriques qu'autant que leurs poids seront plus faibles que les résistances que peuvent vaincre les attractions, et encore qu'autant que la pression exercée sur Tair par ces couches sera plus petite que sa résistance , car autrement les électricités abandonderaient les dcu^i corps pour se combiner. Dans le cas dont il s*agit , à mesure que les sphères A et D se rapprochent, les épaisseurs des couches électriques augmentent dans les points les plus voisins , non seulement par IVIectricilé libre que les corps possédaient d'abord et q|ii s'accumule dans les points les plus voisins, mais encore par une décomposition croissante d'électricité naturelle dans le corps qui contient le moins d'électricité libre: alors , à une certaine distance dépendante des épaisseurs initiales it ces couches , les électricités abandonnent toujours les deux corps.

Si, les deux corps étant bons conducteurs, un seul se trouvait électrisé, ce dernier opérerait à distance la décomposition du flnide naturel de l'autre ; sa surface serait alors recouverte de deux coocbes électriques de natures différentes , partant d'un cercle comoiun pe^ pendiculaire à la ligne qui joint les centres des deux sphères, où Tépais* seur commune serait nulle et de là irait en croissant jusqu'aux points placés sur la ligne des centres. L'attraction apparente des deux corps résulterait de l'attraction de l'électricité de/:/ sur la couche électrique de ^la plus voisine, et qui serait de nature contraire, diminuée de b répulsion exercée par l'électricité de/t/surrélectricitédemèmenoa développée par influence dans B et refoulée dans la partie lapitf éloignée.

Ënfmjsi un des corps seulement était bon conducteur et électrisé, l'autre étant dans l'état naturel , l'attraction serait lente à se dévdopper , et d'autant plus que le dernier corps serait plus mauvais conducteur, parce que la séparation des éleciriciiés par influence fi distança ne s'y ferait que très difficilement ; c'est ce qu'il est très facile de vérifier en présentant un corps électrisé à une boule de gomme laque ssir pendue à l'extrémité d'un fil : l'attraction ne se manifeste qu'an boit d'un certain temps.

La répulsion de deux corps bons conducteurs présente un phéno* mène singulier dont l'explication se déduit facilement de ce qui précède. Si deux corps chargés de la même espèce d'électricité soit forcés à se rapprocher, il arrive toujours, lorsqu'un des corps est très petit relativement à Vautre , qu'à une certaine distance la répulsion se change en attraction. La cause de ce changement réside dans le déve-

BXPLIGATIOK DBS PHÂBOMilIBS. 7}

loppement de rélectricité par influence : car, i*éleclriché de natare contraire à celle qui existe dans le corps le plus volumineux, et qui sa développe dans le plus petit, croissant à mesure que la distance dioiinue , il doit nécessairement exister une distance à laquelle cette attraction est plus grande que la répulsion pro venau i de la couche électrique qui existait d'abord, jointe à celle de même espèce qui a été pro« duite par influence, mais qui est i*efoulée dans la partie du corps la plus éloignée.

901. Il résulte de ce qui précède que toutes les attractions et répulsions apparentes des corps par Finfluence électrique sont uniquement le résultat des attractions et des répulsions des couches électriques qui existent ou se développent à leur surface. Les corps participent à ces mouvements , parce que les couches électriques sont maintenues à leurs surfaces , ou par Tadhérence et par la résistance de Tair s'ils sont mauvais conducteurs , ou par la résistance de Tair seulement s'ils sont bons conducteurs.

Quant aux explosions électriques, elles ont toujours lieu entre deux corps électrisés d'une manière différente , ou directement oa par l'influence de l'un d'eux , lorsque , par la diminution de distance qui les sépare , les tensions sur les points voisins deviennent asseï puissantes pour vaincre la résistance de l'air : alors les électricités traversent l'air pour se réunir et former du fluide neutre. Ce phénomène est accompagné de chaleur et de lumière , et, quand il a lieu à travers nos organes , d'une sensation pénible plus ou moins vive , qui se fait sentir principalement dans les articulations. Nous examinerons plus tard les circonstances qui accompagnent l'explosion. Quant à l'influence de l'électricité sur nos organes , nos connaissances se réduisent au fait que nous venons de citer.

Dans l'explication que nous venons de donner des phénomènes électriques , nous avons dit que les tensions observées sur les différents points d'un corps s'accordaient parfaitement avec les tensions calculées 5 nous devons exposer maintenant la méthode qui a été employée pour faire ces expériences et les principaux résultats du calcul et de l'observation. Mais comme les expériences exigent toujours un certain temps, et que l'électricité dont un corps est chargé se dissipe avec le temps , il faut nécessairement corriger les résultats obtenus successivement sur différents points, de manière à les ramener à ce qu'ils auraient été si les expériences eussent été simultanées. Ainsi, nous nous occuperons d'abord des différentes causes de la déperdition de l'électricité.

73 iLSGTBIClTi STATIQUS.

90S. Cauêfidê ta déperdition de Téleetrieiie. Lorsqu^an corps condactcur isolé est chargé d'électricité , sa tension électrique diminue continuellement et finit par s'anéantir au bout d*un certain temps. Les causes de cette déperdition et les lois de leur influence sont importantes à connaître, afin de les éviter quand cela est possible, et, dans le cas contraire , de corriger les résultats que Ton obtient dans toutes les expériences qui exigent un certain temps. Par exemple, dans les expériences de Coulomb pour déterminer la loi des répulsions électriques , si la perte de Télectricité avait été sensible dans Tintervalle des trois observations, les trois résultats n'auraient pu être comparés entre eux qu'après que les tensions correspondantes aux deux dernières auraient été ramenées par le calcul à ce qu'elles auraient été si la tension n'avait pas diminué.

Les causes de déperdition de l'électricité dans un corps conduoducteur isolé sont : 1** l'humidité que l'air dépose sur les corps isolants, et qui les rend alors conducteurs; 2« la conductibilité plus ou moins grande des supports, car il parait qu'il n'existe dand la nature aucun corps qui soit parfaitement isolant ; S* le contact de l'air : car dans l'air parfaitement desséché par du chlorure de calcium ou de l'acide sulfurique concentré , l'électricité se dissipe, quoique beaucoup plus lentement que dans l'air renfermant de la vapeur d'eau. La première cause de déperdition peut facilement être évitée en essuyant et desséchant les corps non conducteurs , et opé* rant dans une atmosphère qui ne soit pas saturée d'humidité ; mais il n'en est pas de même des deux dernières : il faut , par conséqient, en déterminer les lois.

905. Loi de la déperdition de t électricité par la seule in^ fiuence de l'air. Pour déterminer la loi dont il est question, il fallait d'abord un support qui isolât parfaitement le corps électrisé, afin de le soustraire à toute influence étrangère à celle de l'air. Coalomb , après de nombreux essais , reconnut qu'un cylindre de cire d'Espagne ou de gomme laque d'une demi-ligne de diamètre et de dix-huit à vingt lignes de longueur suffit pour isoler une balle de sureau qui a cinq à six lignes de diamètre , surtout lorsque la tension électrique n'est pas considérable. D'après cela , Coulomb fixa, dans sa balance, une balle de sureau à rextrémité d'un levier en gomme laque , et il plaça dans la cage ABCD , par l'ouverture 0 (jpg, 515) , une autre boule de sureau , isolée de la même manière au moyen d'un cylindre de gomme laque ; cette dernière fut faiblement électrisée , et , les deux boules s^élant partagé cette élec-

tOIS DB LA DEPERDITION PAR L*AI]|. 73

tricité, celle de la balance fut repoussée. Dans une des séries d*expériences, la première répulsion avait éic de UO^^j et leur distance fut ramenée à 20« en tournant Taiguilie du micromètre de 140« : la force de torsion était alors de 160*. A mesure que la déperdition avait lieu, les deux boules se rapprochaient ; mais, pour estimer la perte de réaction au bout d'un certain temps , on diminuait la torsion de manière à ramener les boules à leur distance initiale. Il est évident que la perte était alors mesurée par le mouvement rétrograde que Ton avait imprimé à Paiguille. Ainsi, dans l'expérience citée, au bout de trois minutes il avait fallu détordre le fil de 30% et la torsion totale ne se tro.uvait plus que de 130*. Coulomb déterminait ensuite , au mo^^en des résultats de ces expérien* ces , la perte d'électricité rapportée à la réaction moyenne entre deux observations consécutives : par exemple, dans les observations précédentes, les réactions successives étant IGO^" et ISO"", dont la moyenne est 1&5<» et la perte 30* pour trois minutes , la perte pour

une minute, relativement à la tension moyenne, était ^.

A la suite d'un grand nombre d'expériences. Coulomb a reconnu les lois suivantes :

!• La déperdition de l'électricité par le contact de l'air, dans les mêmes circonstances , produit à chaque insiant une diminution dans la force de réaction , qui est uneméme fraction de la réaction du corps au commencement de cet instant, et dans un petit intervalle, une même fraction de la réaction moyenne au commencement et à la fin. La même loi est applicable aux tensions d'un même corps, puisqueles tensions sont, comme les réactions, proportionnelles aux carrés des épaisseurs des couches électriques (892 , 899).

Au moyen de cette loi , qui est la même ^e celle de Newton pour le refroidissement (S54) 9 on peut calculer la réaction ^, après le temps t , quand on connaît la réaction Ao à rorigioe t la formule est alors la même que celle de la page 38 du i*' volume i

log Jt a=a lOg Jo -^U [a)

a étant im coefficient dépendant de Tétat hygrométrique de^Pair, et q\û devra être détenniné pour chaque série d^expérîences par des observations préliminaires , et dont on snbititiierait les résultats dans la formule, M est toujours le module des tables ordinaires, 2,802585.

Dans l'équation précédente nous avons représenté par Ao et At les réactions de deux corps électrisés; et c'est réeliement'à ces réactions, et non pas aux quantités d'éleobridté des boules, que la loi est applicable. Mais comme ces quantités d'électricité tout proportionnelles aux racines carrées des réactions , en les désignant par T» et Tt , on aura

yr •* 57 • ^'^ ^'®" déduira log Tt « log T. — ~.

7i Éucnicrri statiqus.

t* La déperdition croit aiec le degré d'hamidilé de Pair. Dan» ks joors leca , la perle d'électricité est d'environ ^ par minute ;

dans les temps très humides y elle est d'environ ^.

V Dans Fair au même degré dliumidité , la déperdition d'âectricité est la même, quelles que soient la grosseur, la forme et la aatore des corps, pourvu que la tension soit très petite. Coulomb a vérifié cette loi avec un globe d*un pied de diamètre , avec des cylindres de diiïérentes dimensions et avec des cercles de papier doré , etc.

Il résulte de ces lois que, lorsqu'on doit faire des expériences smr les tensions électriques des corps, il faut commencer par déterminer, par des observations préliminaires , la fraction qui repré* sente la perte de Télectricité pendant une minute , et corriger de cette perte toutes les observations.

II est important de se souvenir qu'à chaque instant les épaisseors des couches électriques sont proportionnelles aux racines carrées des réactions et des tensions.

904. Déperdition par les supparis. Nous avons dit précédemment qu'il n'existe aucun corps qui ne conduise plus ou moins l'électricilé ; on peut facilement constater ce fait en formant des cylindres de différentes matières non conductrices , et en les mettant en contact avec des corps éleclrisés : tous , après la séparation , auront acquis une certaine tension électrique , de même nature qne celle du conducteur et que Ton pourra facilement reconnaître en les présentant à un électroscope. Il résulte des observations nombreuses de Coulomb que la faculté conductrice des corps mauvais conducteurs croît rapidement avec la tension électrique , et diminue avec leur longueur , de sorte qu'à chaque tension électrique correspond dans chacun de ces corps une certaine longueur pour laquelle Fisolement est complet. Coulomb a trouvé pour les tensions et les Iongiieurs correspon(jantes à l'isolement complet la loi suivante : les longueurs auxquelles un même corps non conducteur de forme cylindrique commence à isoler complètement sont proportionnelles aux carrés des tensions électriques.

908. Certains corps non conducteurs chargés d'électricité qu*on y a développée par le frottement conservent pendant très longr temps leurs tensions électriques, malgré le contact de Tair et des corps conducteurs : tels sont principalement les gâteaux de résine, qui , électrisés au moyen d'ime peau de chat , sont encore électri-

BiTSAMlRATlOX BBS TElfSIONS. 75

qnes après plusieurs mois. Cet effet doit tenir , du moins en partie » à la difficulté que réleclricité éprouve à se dégager de ces corps ; mais il y a encore une autre cause qui concourt avec celle-là j et dont il sera question à Tarticle des condensateurs.

906^ Détermination du rapport des tensions dans fes diffi^ rente pointe de la surface d*un corps conducteur électrisé. Le procédé employé par Coulomb pour déterminer les tensions des différents points de la surface d'un corps est fondé sur ce principe : si on met en contact avec un point quelconque de la surface d^un corps électrisé un petit disque de papier doré, soutenu par un manche de gomme laque , la tension qu*il acquerra par le contact sera proportionnelle à celle du point du corps qui a été touché. Coulomb vérifia ce principe de plusieurs manières. Il prit d'abord un cylindre conducteur isolé et électrisé , et il le toucha en un point de sa surface avec le disque , qu'il porta dans la balance pour en mesurer la tension ; il le toucha de nouveau à plusieurs reprises , à plusieurs minutes de distance, et au même point, et, chaque fois, il mesura la tension acquise par le plan d'épreuve : en comparant les tensions acquises successivement par le disque avec les tensions que le cylindre devait avoir jaux mêmes instants par la déperdition due à l'influence de l'air, il trouva l'accord le plus satisfaisant. Il chargea d'électricité un corps conducteur isolé , et le toucha d'abord en un certain point avec le plan d'épreuve , dont la tension fut déterminée à l'aide de la balance de torsion ; ensuite il mit le conducteur en contact avec un corps isolé parfaitement égal pour sa nature, sa forme et ses dimensions, et, après la séparation, touchant de nouveau le premier au même point , il reconnut que , dans cette dernière expérience, la tension acquise par le disque était le quart de celle qu'il avait acquise par le premier contact ; or, les tensions du cylindre en un même point devaient nécessairement être quatre fois plus grandes dans le premier cas que dans le second (892) : car le corps ayant été mis en contact avec un autre parfaitement égal , réleclricité avait dû se partager également entre eux , et par conséquent après le contact il devait avoir seulement la moitié de l'électricité qu'il possédait d'abord. Ainsi les tensions du disque sont proportionnelles à celle du point touché.

Il est même facile de reconnaître que, lorsqu'un petit plan d'épreuve est mis en contact avec une surface électrisée, le petit plan d'épreuve, après la séparation, aura une tension précisément égale au quart de celle que possédait l'élément de la surface qui

76 iLBGTElCITÉ STATIQUE.

a été touché. Eo eiTet, quand le plan (l*épreuve est tanguent à la surface, il se confond avec Télémeniqull touche, il en prend en quelque sorte la place, et, quand on le relire , on obtient le même effet que si on avait découpé un élément de même épaisseur et de même étendue , et qu'on Teùt enlevé. Mais comme , aussitôt qu*il est séparé, la couche électrique , qui n'existait que sur une des surfaces, se répand sur toutes les deux, l'épaisseur de la couche se trouve diminuée de moitié.

Ce principe une fois reconnu , la détermination des tensions des divers points d'un corps électrisé ne présente aucune difficulté: car il sufljt de le toucher successivement aux différents points doat on veut avoir les tensions , et de mesurer chaque fois , au moyea de la balance de Coulomb , la tension du disque. On doit seulement avoir soin de prendre pour soutenir le disque une gomme-Iaqae bien isolante ; il faut pour cela qu'étant mise en contact avec un corps électrisé , après la séparation elle ne conserve aucune trace d'électricité. Il faut de plus tenir compte de la déperdition de l'électricité par le contact de l'air ; ou, ce qui est beaucoup plos simple, après avoir déterminé la tension de deux points, déterminer de nouveau celle du premier, en laissant entre la seconde et la troisième observation le même temps qu'entre la première et la seconde , et prendre pour tension du premier point la moyenne des deux observations.

907. Par les moyens d'observations que nous venons de décriref Coulomb a obtenu les résultats suivants. Dans les corps sphériqoes, la tension est la même dans tous les points, et ce sont les seuls pour lesquels l'uniformité de tension subsiste. Dans les lames prismatiques ou les cylindres très allongés , la tension est sensiblement la même du milieu jusqu'à un pouce de distance des extrémités ; au delà elle crott avec une grande rapidité. Dans les plaques circulaires, les variations de tension ne se manifestent qu'à 3 ou 4 pouces du bord , et à partir de cette limite elle croît rapidement à mesure qu'on s'approche du bord , et les points également distants du centre ont la même tension. Dans un ellipsoïde , la tension aux extrémités du grand axe est plus grande que dans tous les autres points, et la di iïérence de tension aux extrémités des axes augmente avec le rapport de leur longueur. Enfin, dans les corps terminés par des pointes, la tension à l'extrémité des pointes y est très grande et d'autant plus que les pointes sont plus aiguës. D'après M. Poisson , les tensions électriques aux cxtré- Hiités des axes d'un ellipsoïde sont proportionnelles aux longueurs

BiTEEMIITATION DES TENSIONS. 77

des ViTies qui passent par ces points , et par conséquent si un des axes était infini par rapport aux deux autres i ce qui transformerait Textrémité de Tellipsoîde en une pointe, la tension y serait infinie.

Nous allons maintenant citer quelques cas particuliers pour lesquels M. Poisson a pu déterminer les tensions , et qui ont été identiques avec celles obtenues par Texpéricmce.

908. Lorsque deux sphères de diamclresdiiïérentssont mises en contact et électrisées dans cet état, l'épaisseur de la couche électrique est nulle au poinl de contact; à partir de ce point, l'électricité est très faible sur toutes les deux jusqu'à une assez grande distance ; lorsqu'elle commence à devenir sensible, elle est d'abord plus intense sur la plus grande des deux surfaces , mais elle crott ensuite plus rapidement sur la plus petite; et au point diamétralement opposé à celui du contact, l'épaisseur de la couche électrique sur cette dernière sphère est toujours plus grande qu'elle ne J'est au même point sur l'autre sphère. Le rapport des épaisseurs de la couche électrique, dans ces deux points , augmente à mesure que le rayon de la petite sphère diminue; mais cet accroissement n'est pas indéfini ; il tend.au contraire vers une limite constante que le calcul détermine , et qui est égale à ^,2.

Lorsqu'on sépare les deux sphères , chacune d'elles emporte là totalité de l'élecîrîcîté dont elle était recouverte , et après qu'on les a soustraites à leur influence mutuelle , cette électricité se distribue uniformément sui^chaque sphère ; le calcul fait voir que l'épaisseur de la couche électrique sur la plus petite des deux sphères est plus grande que sur l'autre, et que le rapport delà plus grande épaisseur à la plus pelite augmente à mesure que le plus petit rayon décroît. Mais ce rapport n'augmente pas indéfiniment à mesure que le rayon de la petite sphère décroît ; il s'approche continuellement d'une valeur égale à 1,65 ; de sorte que , quand une sphère est.mise en contact avec une autre d'un diamètre très petit par rapport au sien , l'électricité se partage entre elles à peu près dans le rapport de cinq fois la surface de la petite sphère , et trois fois la grande.

Lorsque deux sphères d'inégale dimension ont été électrisées en contact , nous avons déjà dit que la tension au point de contact était nulle : mais si on les écarte , une partie de réiectricité de la petite sphère se décompose , et le point où le contact a eu lieu se charge d'une électricité contraire à celle de la grande sphère ; cet effet diminue à mesure qu'on écarte les sphères, et devient nul à une di-

78 iucnacm sta^tiqui.

itanœ qui dépend da rapport de ksr njos ; aa de^ de cette distaace, le point oo s'est bit le contact se retroaire dans Fétat naiorel ; enfin, à one distance plos grande encore, ee point se charge de h même espèce d'électricité que le resie de la splière dont il fait partie. Ces pliënooiènes sont particallers à !a petite sphère; snr la grande réiectridté est lonjoors et panooi Je WÊéme natnre qn'à rinstant da contact.

Nons Tenons de supposer qne les denx gIol)es aTaient été mis d'abord en contact ; considérons maintenant detix sphères chargées, dans des proportions qnekonqnes, d^èlectndté de même nature on de natnre (fiflerente , et snpposons qa on les rapproche gradnelleinent. SU n'eiiste pas, entre Tespèce et ks qnantités d'éleeiridté qu'elles possèdent , le rapport particnlier qni existerait i elfes aTaient été mises en contact, la coache électrique dans la points les pins Toisins derîent bienUk de nainre différente , si db ne l'était déjà , et son épaisseur croit indéfiniment à mesure qm lenr distance diminue; la tension électrique, croissant proportionneUement an carré de cette épaisseur, finit par Taiacre la résistance de Fair, et le fluide, s'écfaappant sous la forme d^étinœlle, passe , aTant le contact , d^une surface snr Fantre. Le fluide de natnre différente , ainsi acv^imnlé , a\ant Texplo^on , dans les poinU fes plus voisins , est à peu près d'égale iiktensÀié «bus les deux sphères. Ainsi , quand les deux sphères ont été d'abi^rd électrisées de manière différente, chacune d'dle conserTe, dans le point fe phf Toisin de Fantre , la même espèce d'électricité qu*cUe aTait d*ahinlî mais quand elles ont été chargées d'électricité de même natuRi ï se Tait nue décomposition du fluide neutre dans la sphère qui confient moins d'électricité libre qu'elle n'en contiendrait si le contact aTait eu lien , et Fautre reste dans le même état. Toutes ces singulières altematrires ont étéTérifiées parTexpérience, et auxdistaneei indiquées par le calcul.

Loffsqa^oi cjHaén bob isolé, leramié par une éoBÊ-sçkènj est cEcnlairaMBtdefaBt mie qibère isolée et âectrisée» à nue felmce aaseï gi lafc ] qa*il à'j ait pa» nploiioB, reUrémilé da cyliiidre la pks lusmt de la spkèfC H cfcarfe éPntkt éJertricllé cootRire ; ceUe âectriôsé ne se dissipe pas, qmaqMe le cf* fiadre cosBUMiae arec le sol, paice qii*cOe est retenoe et en partie dbsiaiidieptf raflfactieo de réieetridté de b sphère. CookMDd» a troofé, par des olB^^ tipliées, q«e F^poisscar de fai couche âedriqoe élah en nism iafcne de la p«i« Moce t/2 de la distance de reHrémitédacTfiadre an ceaire de la sphère, CB aMI fnfenedadlaMètredn cylindre et en raÎM» directe de la quantité d*électridlé de k iphère; ainsi, cndésîgnaat parala dbtanccde rextréaûtéducjrliB&eàlasnrfMe

OBSSaVATIOUS SUR LKS HYPOTHÈSES ADMISES. 79

de la sphère, par il le rayon de la sphère, par e Pépaisseur uniforme de la couche ëlectriqne qui la reooaire, par B répaisseor de la couche électrique à Teitrémité du cylindre, on a

r{R+ay

m est un coefficient constant qui doit être déterminé par Texpérience. Cette même formule serait encore applicable à un cylindre isolé très long, attendu que l'on pourrait négliger Faction de Télectricité contraire, qui s'accumulerait sur Textrémité opposée*

900. Obiervation» sur les hypothèses admises pour expliquer les ph^omènes électriques. Uexplication que nous avons donnée des phénomènes électriques repose sur Fhypothèse de rexislence de deux fluides dont les molécules similaires se repoussent, et cel* les de natures difTérentes s'attirent. Tous les phénomènes s'expliquent dans cette hypothèse avec une extrême précision { mais la l-éalité de rhypoihèse ne s'ensuit pas nécessairement : car pour qu'il en fût ainsi , il faudrait qu'il fut démontré qu'aucune autre hypothèse ne peut également satisfaire aux faits observés , ce qui est impossible. Nous verrons d'ailleurs des phénomènes dont on rend difficilement compte dans l'hypothèse des deux fluides : ainsi Vhypothèse admise ne doit être considérée que comme une hypo* thèse probable. Il en sera peut-êtfe de Félcctricité comme de la lumière. Jusqu'à une certaine époque la théorie de Newton satisfaisait complètement à tous les faits observés et paraissait être l'expression de la réalité ; mais de nouveaux phénomènes, dont l'explication était impossible dans la première théorie, firent douter de son exactitude, etconduisirent à une théorie nouvelle , qui, embras^ santtousles phénomènes, est douée d'un très haut degré de probabilité. Franklin a le premier imaginé d'expliquer les phénomènes électriques en n'admettant qu'un seul fluide: les corps à Fctat naturel en renfetinaient decertaines quantités qui ne manifestaient point leur présence; mais, si ces quantités étaient augmentées ou diminuées, les corps agissaient comme s'ils étaient électrisés positivement on négativement. Cette hypothèse n'a point été admise, parce que JEpinns et Cavendish, qui l'ont examinée , ont vu que , pour qu'elle rendu compte des principaux phénomènes électriques , il fallait admettre une attraction entre les corps et le fluide électrique, et une répulsion entre les molécules des corps solides, sensibles à toute distance.

80 ÉLEGT&IGITÉ STATIQUE.

§ IL Appareils électriques,

. 910. Machines électriques. La plupart des phénomènes que nous avons décrils D^cxigeaut que de faibles tensions électriques, le frottement d*un cylindre de verre ou de cire d'Espag^ne contre im morceau de drap tenu à la main était sufOsant pour développer les petites quautités d'électricité nécessaires à leur manifestation ; mais pour un grand nombre d'expériences qui nous restent à décrire, il est nécessaire d'avoir de plus puissants appareils.

911. La machine électrique la plus ordinaire est composée f/Fj. 522, 522 Aj 522 B) d'un plateau de verre circulaire , vertical , mobile sur son axe , et qui , dans sa rotation , frotte contre quatre coussins m, n,p, q^ en crin , recouverts de peau, et Gxés aux montants qui supportent Taxe du plateau ; deux cylindres creux en euvre^ MN et Af'iV', montés sur des supports isolants, se termioeit par des branches dont les extrémités, garnies de pointes ou de boules, embrassent le plateau sans le toucher. Lorsqu'on fait tourner b machine au moyen de la manivelle ABC , le frottement du verre contre les coussins développe deux espèces d'électricité : l'électricité positive se répand sur la surface du plateau , et l'électricité négative passe dans les coussins, et se dissipe dans le sol avecleqod ils communiquent. L'éleclriciié positive du plateau décompose à distance l'électricité naturelle des conducteurs MN et M^^'; félectricité négative, qui est attirée dans la partie du conductearl^ plus voisine du plateau , s'écoule sur le verre , où elle fome du fluide naturel ; cet écoulement a lieu d'une manière continue oa par intermittence , suivant que les extrémités des conducteurs soBt garnies de pointes ou de boules : alors la partie opposée du conducteur se charge d'une quantité correspondante de fluide poûtift dont la tension va continuellement en augmentant, jusqu'à ce^ l'accroissement de tension soit égal à l'accroissement de perte ptf le contact de Tair , ou , si le développement est très rapide , jusqal ce que la tension puisse vaincre la résistance de l'air.

912. Pour qu'une semblable machine fournisse le plus d'électridfé possible dans les mêmes circonstances, il y a plusieurs conditiooi à remplir, qu'il est important de connaître. T Les coussins doivM être frottés (Tor mussif, ou d'un alliage formé avec deux parties d'éiain , quatre de zinc et sept de mercure : car l'expérience a fiA reconuatire que le frottement du cuir nti sur le verre développât

MACHINES ÉLBCTRIQUBâ. 81

beaucoup moins d'électricité que quand il avait été recouvert des substances dont qou% venons de parler. 2<* Les coussins doivent communiquer avec léÉoI ; car c*esl encore un fait d'expérience que deux corps isolés donnent beaucoup moins d'électricité par leur frottement que quand Fun d'eux communique avec le sol. La raison en est d'ailleurs facile à saisir. En effet , soient ^ et £ deux corps isolés qui , par leur frottement | mettent en liberté des quantités de fluides positif et négatif, que je représenterai par -^aei — a (j'emploie la môme lettre avec des signes différents pour indiquer que ces quantités peuvent se neutraliser mutuellement; : ces électricités tendent à se combiner, et cette tendance augmentant à mesure que le frottement en développe une plus grande quantité , il en réstilte que l'influence du frottement, pour décomposer une nouvelle quantité de fluide naturel , ira en décroissent , et deviendra nulle lorsque l'attraction des fluides libres -{- a et — a sera égale à la force que produit le frottement pour décomposer du fluide naturel; mais si l'un des deux fluides peut se dégager j l'autre , en agissant par influence , concourra avec le frottement pour opérer de nouvelles décompositions du fluide naturel. S^" Il doit y avoir autant de branches garnies de pointes qu'il y a de paires de coussins , afin que la portion du plateau qui se présente au frottoir soit toujours à l'état naturel. 4* Le conducteur, excepté l'extrémité des branches qui enveloppent lo plateau , ne doit renfermer aucune pointe, ni aucun corps aigu : car la tension y deviendrait beaucoup plus grande que dans le reste du conducteur, et le fluide s'écoulerait continuellement dans l'air par leurs extrémités. 5« Le conducteur doit être supporté par des corps très isolants , tels que des cylindres de verre enduits de gomme laque. 6« Pour éviter la déperdition d'électricité du plateau par l'air , dans le trajet des frottoirs aux pointes du conducteur, on fixe contre les montants qui en supportent l'axe des quarts de cercle en taffetas gommé; ou bien, on incline les tiges du conducteur , de manière que les pointes soient voisines des frottoirs. Lorsque les conducteurs sont garnis de pointes, ils peuvent se charger sous une plus petite tension ; mais ils ne restent charges qu'autant que la machine est en mouvement. Dans les premières machines électriques, on employait des globes ou des cylindres de verre, que l'on faisait tourner sur leur axe. C'est Ramsden qui, le premier, leur a substitué des plateaux de glace.

915. Pour obtenir de fortes étincelles , qui s'élancent à de grandes distances sur les corps environnants, on emploie souvent des IL 6

conducteurs isolt'*s que Ton mot on iunimunicaiion avec ceux de h machine , el qu*on dêsi{;n(' sous le nuui de qfynducteurs secondaires. Il faut évidemment donner à ces conduÂurs des Foriaes teDa quils se recouvrent d*une cuurhe êleiirique la plus épaisse possible, comparativement à celle du cunducleur de la machine. Les C}'lindres d*une grande lonfjueur et d'un petit diamètre sont éoinemment propres à remplir celle condition. Volia employait unsriième de 12 cylindres de 6 li(;nes de diamètre et de 8 pieds de Iobgueur, communiquant ensemble, mais assez éloignés pour qo'ili ne se nuisent point par leur influence mutuelle. Ce système, qi renferme 12 pieds carrés de surface, lance de très grandes étincelles , et produit sur les organes des sensations très énergiques.

Coulomb a trouvé qu^en mettant en communication des cvlîndres 1res lonpitf dont les dîami^tres étaient représentes par r et r , les épaisseurs e et e* des électriques dont ils m chai^eaient étaient reprèfcnf êts par

•la ligne étant prise pour unité de Ion(;ueur.

014. La machine que nous venons de décrire ne donne que de Télectricité positive; si on voulait avoir de rélectricité négative, il faudrait former les montants mp et nq avec des glaces, et hixt communiquer les frottoirs avec un autre conducteur Isolé. Oflob* tiendrait à la fois les deux électricités sur les deux condoctevs; mais la tension serrait beaucoup plus grande en faîsani comontquer un des conducteurs avec le sol.

913. Van - Marum , de Harlem , a imaginé une consiniclioBlB machine qui donne à volonté de l'électricité positive ou derélectridté négative. Celle machine est représentée fig. 523 ei 523.-/. Rj» obtenir de réiectricilè positive sur le conducteur M(^fig. hUd)) les deux branches A^kB àont disposées verticalement , et les braiches C ei D touchent les frottoirs pour établir leur communîcatîoi arec le sol. Lt)rsqu on veut avoir de réiectricité négative {fig, 5î3) oo place horizonlalemeni les branches A ei B^ de manière qu'eOci commuoiquent avec les frottoirs , et les brandies CD veriicalemefltf pour qu'elles déchargent le plateau.

916. Chs pourrait faeilement faire des machines à électridll uf:^\i\K . en faisant frotter du lafleias ciré sur de la peau de cbat* La ligve hth représente la disposition la plus simple de cet apparat.

H^GHINES ÉLECTRIQUES. 83

' 917. MaiS| parmi les diiïérentes espèces de machines électri- " ques, celle qui est la plus simple et la plus commode pour obtenir ' àTolonté Tune ou l'autre espèce d'électricité est celle qui est due à ^ Naime. Elle est représentée lig. 525, 525<y. Cette maclûne se com- ^ pose d'un grand cylindre de verre rétréci à ses deux extrémités , et ''^' garni de deux prolongements métalliques placés dans Taxe du ^ cylindre qui tournent dans deux coussinets isolés ; un d*eux est ^' garni d*une manivelle; de chaque coté du cylindre de verre sont

* placés deux cylindres de cuivre isolés , dont Tun est armé de poin- "^ les, Fantré d'un frottoir. On conçx)it facilement que, par cette dis- ^ position , quand on mettra le premier conducteur en contact avec ? le sol , Fautre se chargera d'électricité négative, et que, quand le .. second sera lui-même en communication avec le sol, le premier ■ prendra l'électricité positive. Quel que soit le système de machine

qu'on emploie, la quantité d'électricité est proportionnelle à la vitesse, et indépendante de la pression des frottoirs.

918. On fait ordinairement avec les machines électriques quelques expériences , dont les effets s'expliquent facilement au moyen de la théorie que nous avons exposée.

^ 910. Lorsqlb l'on place à l'extrémité du conducteur un plateau ^ métallique JB (^fig. 526), communiquant avec lui, et au dessous . im autre, CD^ en communication avec le sol ; si l'on met entre eux un corps léger fn?i lesté en n, la machine étant en mouvement , le ' corps ffftn sera attiré vers AB , et, aussitôt qu'il l'aura touché , il

* en sera repoussé comme possédant la même espèce d'électricité. £a retombant sur le plateau CD, il reviendra à l'état naturel, et

^ «era de nouveau attiré et repoussé , tant que la machine sera en ^ mouvement.

On fait aussi cette expérience d'une autre manière. ABCD (fig. ifi37) est un cylindre de verre, fermé inférieurement par un plateau métallique qui communique avec le sol , et supérieurement par un autre disque métallique , communiquant avec le conducteur d'une madiine électrique. On met dans le cylindre des boules de sureau ; elles s'élèvent et retond)ent successivement.

jiB{fig. 528) est une tige métallique, communiquant avec le ' -couducteur , et supportant trois timbres CjD^Ejle premier et le Mroisième par des chaînes métalliques , et celui du milieu par un r ix)rdon de soie ; ce dernier communique avec le sol par la chaîne t g^enire les timbres extrêmes et celui du milieu sont suspendues , par des coi*don« de soie , deux petites boules de cuivre actb : lors-

S& iLECTBIClTÉ statique;

qn*oii fait tourner la machine , la boule a se meut entre les timbra CeiD^ et la boule b entre les timbres Z> et £, comme le corps imi de l'expérience précédenie entre les plateaux ^^ et CD. Cetappaid porte le nom de Carillon électrique,

MO. Lorsqu*on place un corps conducteur , terminé par ma pointe aiguéy sur le conducteur d*une machine électrique, il « chaire très peu; le même eiTct se manifeste quand on pbce dans le voisinage du conducteur un corps conducteur coamuniquant avec le sol, et termine par une pointe aiguë. UespUch tioD de ces efleis se dcduit facilement de ce que nous avons dl précédemment. On peut rendre manifeste récouloment de Féltt* iricité, dans le dernier cas, au moyen de Tappareil a timbre fil» 529. Les liges ombrées sont celles qui sont construites en matUn conductrice.

9fil. Si on dispose sur le conducteur d*une machine électriqc une tige ab{fig. 530 ), sur laquelle repose une aiguille méialliq* terminée par deux pointes inclinées en sens contraire sur sa directioi» par le mouvement du plateau de la machine Taiguille tourne en mM contraire de la direction des pointes. Ce phénomène avait é téassimiU, comme nous Tavons déjà dit , aux eflets de réaction |feroduils par Fécoulement des liquides (a des gaz , en considérant la couche d*airi]S environne un corps électrisé comme un vase qui retenait le fluidei mais dont les parois n*éiaient susceptibles que d*une résistance li* milée : alors , si , en un point quelconque de la surface, la tetfio> électrique l'emportait sur celte résistance, le vase était peieé,k fluide s'écoulaft , et la pression sur le point opposé du vase loi donnait un mouvement en sens contraire de Técoulemcnt. Cette exfir cation était cependant difficile à admettre, car, l'action étant égA à la réaction , il fallait supposer à Télectricité une masse M ou une vitesse infiniment grande. Mais M. Aimé a fait voir 4* cette explication était inexacte : une aiguille contournée en5| tf duite de vernis dans toute son étendue, excepté à l'extrémifëé pointes, et soutenue horizontalement dans une cloche par un Siwk tallique extrêmement fin et recouvert de vernis, ne tourne pas kl*' que 1 on a fait le vide dans la cloche , et que le fil de suspenflOi communique avec une machine électrique en activité, qowfH^ alors réleciricité s'écoule rapidement parles pointes ; ce dont il.# facile de s'assurer en faisant Tcxpérience dans l'obscurité. Il 0 très probable d'après cela que le mouvement dont il s'agit proviflt de la force répulsive exercée sur l'aiguille par Fair que le courtf^

ÉLBGTROPHOKE. 65

éleclrise. Cette explication est eoeore appuyée par uo autre fait , Clément observé par M. Aimé : le tourniquet. électrique fonctionne lorsqu'il est plongé dans un liquide mauvais conducteur, tel que l'huile y et reste immobile quand il est plongé dans Teau.

Lorsqu'un liquide s'échappe d'un vase par des oriGces assez capillaires pour que Técoulement ait lieu par intermittence et goutte à goutte 9 en électrisant le vase, Fécoulement devient conidna; mais, d'après Carmoy , la dépense n'est pas augmentée. Ce deroier résultat parait assez singulier, attendu que le premier B'explîque naturellement par une diminution de pression de l'air à rextrémité des tubes d'écoulement ; peut-être la différence- de dépense était trop petite pour être appréciable par les moyens qui ont été employés pour la mesurer. Il parait aussi qu'un liquide ëlA^lrisé s'évapore plus rapidement qu'un liquide qui ne l'est pas.

022. Eleeirophore. Cet appareil, imaginé par Wilk , est com- .posé {fig. 531) d'un gâteau de résine à surface bien plane, renfermé dans une enveloppe métallique AB^ et d'un disque métalli- -qae CD d'uu diamètre un peu plus petit , armé d'un manche isolant £P. Pour se servir de cet appareil , on frotte le gâteau de résine avec une peau de chat , et on place dessus le disque CD : l'électridté négative, dont la réi^ine a été chargée par le frottement, décompose le fluide naturel du plateau métallique ; l'électricité posi*liYe se répand sur la face inférieure et l'électricité négative sur là face supérieure; le fluide positif du plateau ne se combine pas avec le fluide négatif du gâteau , à cause de la difficulté que ce Juide éprouve à se mouvoir dans la résine. Si alors on soulève le plateau, ses deux électricités, qui ont été séparées par l'influence de celle dont la résine est chargée , se combineront et tout rentrera l^aus Tétat initial ; mais si avant de soulever le plateau on touche sa inrface supérieure avec le doigt, on augmentera la quantité d'éliiclricité décomposée, en permettante l'électricité négative de s'é^ .^jiiapper, et après sa séparation du gâteau, le disque possédera toute ^^âectiricité positive libre qui était répandue sur la surface inféjneure; et comme le gâteau ne perd que très lentement son électrieité, l'expérience pourra être répétée un grand nombre de fois ; à la fbi cependant l'électricité du gâteau finira par disparaître^ '* 99S. L'électricité de la résine agit sur son enveloppe métallique

la même manière que sur le plateau métallique; mais, comme tte enveloppe conminnique avec le sol, elle se charge seulement électricité positive; c'est ce que l'on peut mettre en évidence de la

86 ÉLECTRICITK STATIQUE.

manière suivante : si on faii roinniuiiiqtior le plateau avec la pcUie boule a {fig, 533), el renvrlop|>e ciu {r;it(>aii de résine avec la bonle bj un pendule isolé c oscillera coniiiinelleuient entre les deux boules. La raison en est évidente : la houle a , étant en conimnoicatioB avec la partie suptTieui'e du plateau, ))arla{;(Ta son clectrîcîlé négative, et la boule h^ étant «mi conimuniration avec renTcloppedi gâteau, parta{;era son électricité positive. Alors la boule du pendole, se trouvant à Fétat naturel , se rapprocrliera de la boule qui auraili plus grande tension , en la touchant elle partagera son clectridté, elle sera alors repoussée ; les mêmes ])liénonicnes se rcprodairont sur l'antre boule , et ces alternatives dureront tant que le gùteu conservera de Télectricité.

On pourrait aussi charger la résine d'électricité positive .ei mettant le g&teau en contact avec le conducteur d'une macoioe électrique : les mêmes phénomènes auraient lieu.

Des plateaux de ^ ù 5 pouces de diamètre donnent, h i'approck du doigt ou d*un corps conducteur, des étincelles très visibles a plein jour. Ces appareils conservent souvent Félectriciié pendait plusieurs mois , tant la résine laisse diflicilement dégafjer rélectri* cité dont elle est chargée ; ils sont souvent employés dans les laboratoires de chimie pour les expériences eudiométriques.

924. Pour mettre en évidence Tespèce d'adhérence qui existeeolre la résine et les deux fluides électriques, on fait une cxpérienoec^ rieuse, que nous allons rapporter. Sur la surface d'un platend^ résine on trace, avec un corps conducteur cliai"gé d'électricil^i d0s caractères quelconques; Félectricité reste sur ces lignes : car,sioA jette sur le plateau une poudre d'un corps non conducteur, etqi*o> Tincline, la poudre reste fixée au plateau sur les lignes parcoariR par le corps électrisé. On rend cette expérience encore plus pi<]tf^ te en traçant des caractères avec les deux espèces d'clectriciléf^ injectant sur la surface, au moyen d*un petit soufflet , un métiB|t de soufre et de minium ; le soufre se fixe sur les traits chargés d^ lectricité positive, et le minium sur les traits chargés d'éleetridli négative; par conséquent, les premiers caractères sont jaunes^ les derniers sont rouges. Cette séparation provient de ce que, dtf la trituration du soufre et du minium , le premier prend l'électridl' négative , et le second réleclricité positive.

92o. On peut disposer Télectrophore de manière à obtenir to étincelles sans être oblige de toucher le plateau ; il suffit pour cek de coller contre le gùteau/7^. 53^ une petite bande d'élainlafflifl'

GONDEKSATEU&S. 87

qai communique avec le sol , ou seuleiucnt avec renveleppe du gâteau ; il est évident que , par celte disposition , on obtiendra le même effet que si on touciiait la face inférieure du plateau : rélectri* cité qu*on obtient alors, après avoir soulevé le plateau , est encore positive.

926. On a employé des électrophorcs dans les. briqùeis à gaz hydrogène .pour enflammer le {][az. La %. 5S& en représente la dispo* siliou laf lus simple; le gaz hydmgcne est fourni par un appareil semblable à celui de M. Gay-Lussac (3G7) ; mais en même temps qu'en tournant le robinet on pi*oduit iro écoulement de gaz hydrogène, le même mouvement produit , entre deux pointes placées de chaque côté de ToriGce, une étincelle , qui , en traversant le.ga2 produit son inflammali&n. Uélcctricité est fournie par un électro^ phore renfermé dans la botte MN^ Le levier cd , tixé au robinet , soulève le plateau de Télectrophore, Fétincelle est reçue par une petite boule placée à l'eitrémiié de la tige métallique isolée ef^ et elle passe de la pointe m à la pointe n , qui communique avec le sol. Ces briquets sont beaucoup plus compliques et d*un service bien moins assuré que ceux à mousse de platine que nous avons décrits (867) ; aussi ils ne sont en usage que dans les cabinets de physique.

MT. Ctmdensateurs. Soient ^et-ff {fig. 535)deux plateaux métalliques communiquant, le premier avec le conducteur d'une machine électrique, le second avec le sol , et séparés l'un de l'autre par un disque de verre d'un plus grand diamètre ; supposons que la machine produise de l'électricité positive : le plateau /^prendra d'abord une certaine quantité d'électricité positive ; cette électricité du plateau ^^ agira à distance et à travers le disque de verre sur le plateau B^ décomposera son électricité naturelle, attirera contre le disque l'électricité négative, et refoulera dans le sol l'électricité positive. Représentons par /^la quantité d'électricité du premier plateau, et par R celle du second : F sera nécessairement plus grand que /I, car cette dernière, étant neutralisée par la première à la distance del'épais- 8enr du verre, sera plus petite que celle qui le serait au contact; réciproquement, A, en agissant sur /^, en nentrali^ une partie, mais qui sera plus petite que celle qu'il neutraliserait au contact , et par conséquent plus petite que R. Ainsi , la quantité totale d'électricité renfermée dans le plateau inférieur sera dissimulée, et tine partie de celle du premier plateau sera dissimulée par l'électricité du plateau inférieur. Par conséquent, le premier plateau pourra prendre une nouvelle charge d'électricité , dont une partie

sera dissimulée par la rraclioii de celle qu^elle développera dansf. Alors , en supposant que la niucliine fournisse toujours de l'électriciléy la cliar{;e du plateau A deviendra stationnaire lorsque h portion d*élcciricilé libre rlevieiidra éjale à celle qu'il acquerrait s'il communiquait avec le conducteur sans faire partie de Tappareil. Si le plateau inférieur ne communiquait pas avec le sol , l'appareil se chargerait peu, parce que le fluide; positif du plateau inférieur ne pourrait pas se dé{[ager et exercerait une action Mpulsiie sur la charge du plateau supérieur.

Toutes ces conséquences iliéoriciui^s sont parfaitement conBmiéa par l'expérience. En effet , si , après avoir chargé un condensatetf au moyen d'une machine , on isole l(>s deux plateaux en enlevait le conducteur ab et la chaîne cd^ et qu'on les sépare , on les Udbvera chargés d'électricités différentes; et si on met en communication les deux plateaux au moyen de l'appareil fig. 536 , que Foi nomme excitateur ( c'est un conducteur dont les extrémités penvent être rapprochées au moyen d'une charnière , et que l'on tient par des manches isolants ), en appliquant un des boutons contre m des plateaux, et approchant l'autre bouton de l'autre plateau , il te fait à une petite distance une violente explosion , et si on met ks plateaux en contact par les mains ou toute autre partie du corpif on éprouve une vive commotion qui se fait principalement sentir dans les articulations. Cette commotion se fait môme sentir à travers une cl^aîne composée d'un nombi*e quelconque de pcrsenneS; pourvu que ses extrémités soient en contact avec les deux platoix*

028. Lorsqu'un condensateur a été ainsi déchargé , par deMOveaux contacts successifs, au moyen de l'exciiateur, on obtient encore des étincelles , parce qu'une partie des électricités accumaléei contre les faces opposées de la lame de verre pénètre dans cette lame, et ne s'en dégage que difOcilcment ; c'est ce que Ton petit facilement constater par l'expérience suivante. Après avoir chargé un condensateur à lame de veri*e , on le place sur un isoloir ; ob enlève le plateau supérieur, il donne une étincelle, mais très petite ; ensuite on enlève la lame de verre et on touche le plateau inférieur, il ne donne également qu'une faible étincelle ; on remet alors la lame de verre ainsi que le plateau supérieur, et le condeik' sateur se trouve chargé presque aussi fortement qu'il l'était d'àl)ord. Ainsi les charges des deux plateaux étaient restées presque en totalité sur les faces opposées de la lame de verre •

M9. Lorsqu'un condensateur chargé d'électricité est isolé , on

GONDinSATBUaS» 89

e dédiarger en touchant alternativement les deux plateaux. bC, le plateau A y renfermant de rélectricitc libre , la cédera inent si on le louche avec un corps communiquant avec le Bir commun ; mais alors toute l'électricité de B ne sera plus ■lée: par conséquent B donnera aussi à son tour une portion ridté par le contact ; par la môme raison,^ , par la diminufledricité de B , acquerra une portion nouvelle d'électricité et ainsi de suitclAinsi, par le contact alternatif de chaque 1 , on développe de l'électricité libre dans l'autre , et on pardécbarger complètement l'appareil, ce qui est parfaitement ed avec l'expérience.

ftt f I , Fa , Fi , etc. , Fn , les quantités d^électridté qui se trouair le plateau supérieur; par Ai , ilt ••• , Ai , les quantités leitè qui se trooTent sur le plateau inférieur, et par ft la fraction qui repré- I jpOftiDB ifâectricité neutralisée dans un plateau par celle qui se trouve dans t MDos ranos It suite d'équations

fi j 1

* I Ondéduit \ Î^a — A**^» i?,=-/*'iti

''• l deces l y^^/^'r, Rs^i^^R,

«• { équations 1 ^4-/»»^. il4=/*' ^.

nlpîyalenr de il» on remplace Ri par sa valeur fiFi , il Tient /U ai/i->û — i Fi ; fpnatltés d'électricité qui restent dans les plateaux supérieur et inférieur forgions décroissantes

r. , /»îF« , fi^Vu , /»8F. , /i3F, , etc. i»^i • /»^ri , fi'^Vt , /t'F, , fi^r, . etc.

ftes que les plateaux éprouvent successivement forment également des pro- • géométriques : en effet , les pertes du plateau supérieur sont

Ft — F3«F, (l-/»a), f;-F3=.r.|(i^/»M/«», F3— F4n«F, (1— /»ï)fi*, etc.

i plateau inférieur sont

iÎ3 — -Ri «r, (1 - /la ) /»5, etc.

Ht &cilement vérifier l'exactitude de ces formules : car la somme totale des i premier plateau , en supposant le Ambre des contacts infiai , doit être égale cdle des pertes du plateau inférieur doit être égale à Ri :

snière somme est Fi (i— /**) (i+jBi'^+f»* +i»^ +elc.)i

leert r. (1 ^/i-îX/» + /iï +^5 + ;,7 + etc.) i

Mais 1 4" /*** + /** + etc. s= : ainsi la somme des pertes da premier pbf

teauest

et celle du second est

930. On peut rendre évidente la présence de réleclricilé mise successivement en liberté sur les deux plateaux , au moyen de Tap^ pareil fig. 537 ; chaque plaieau est garni d'une tige métallique^ armée d*un petit pendule, dont le mouvement décèle la présence de Télectricilé libre dans le plateau avec lequel il communique.

951. La quantité d'électricité qui peut s'accumuler dans un condensateur est, toutes choses égales d'ailleurs , proportionnelle à k surface des plateaux , et en raison inverse de l'épaisseur de la laBd isolante. Il semblerait, d'après cela, qu'on pourrait augmenter indéfiniment la faculté condensante d'un appareil, en diminuant convenablement l'épaisseur de la plaque isolante ; mais il n'en est pas ainsi : car, si son épaisseur est très petite relativement à Ut ten* sion des électricités qui la pressent, les actions électriques la brisent. 032. On peut se servir, pour corps isolant, de verre , derésinet de taffetas gommé , et même d'une couche de vernis , dont on etduit les faces de contact des deux plateaux. Les condensateurs de taffetas gommé ont le grand inconvénient de n'être pas comparar blés, parce que , par la pression , le taffetas gommé développe de l'électricité. Lès condensateurs à vernis ne peuvent être employés que pour accumuler de petites doses d'électricité , qui, par leur réunion , ne produisent que de faibles tensions. On pourrait aussi employer une couche d'air, en séparant les deux plateaux par un petit intervalle : la limite de la saturation aurait évidemment lieu lorsqœ l'attraction des deux électricités pourrait vaincre la résistance de Fair; la charge de l'appareil serait beaucoup plus petite qoe dans les autres cas. Quelle que soit d'ailleurs la nature du corps isolant employé , il faut, pour éviter la décharge latérale , que le disque isolant ait un plus grand diamètre que les plateaux.

933. La force condensante crun condensateur est représenta par le rapport entre la quantité totale d'électricité que possède te plateau supérieur et celle qui s'y trouve libre, et on peut.fecilc^ ment trouver ce rapport par Texpérience.

GOHDETISATEURS. 91

Eq déngnant par A la quantité d*électricité introduite dans le plateau supérieur , éUfi neutralisera à distance, dans le plateau inférieur, une quantité — B d^électridtA de nom contraire , et cette dernière , réagissant sur la diarçe du plateau supérieur^ (fiflômulera dans ce dernier une quantité A" d^électricité s ainsi , en désignant par K la quantité d*âectricité libre du plateau supérieur, on aura

wè& remarquons que le rapport de il à B doit être le même que celui de B à il* : par nmséqueot, en le désignant par m , nous aurons

JJ = — m^ct-il'=— mB, d'où>rf'=a m» iet£=- (1 — m3) i ■insi

Ce dernier rapport est la mesure de la force condensante de Tappareil.

On potoraSi déterminer la valenr dem en chargeant le condensateur d*une quantité

^odeomiae é^âctilikité , Tisolant, séparant les plateaux et les touchant successivement par un mtee plan d'épreuve, que Ton appliquerait sur des points semMableibent situés sur cbacan d'eux : les racines carrées des réactions du plan d'épreuve, que Ton déleminerait an moyen de la balance de Coulomb, seraient proportionndles aux quantités totales d^âectridté qui se trouvaient dans chacun des plateaux lor»»

y|a*ib étaient appliqués sur la lame isolante , car , quand on les sépare, la majeure

iNOtie de râeetridté reste adhérente au verre; mais celle qui se trouve sur chacun

4*eiix doit être propoitionnelle à la quantité totale* Mais on peut déteiminer la quantité m sans démonter le condensateur ; pour cda

fliliuirifloler, mettre le disque inférieur en contact avec le sol, toucher le disque npérieur avec le plan d^épreuTe, mettre le disque supérieur en contact avec le sol* et déterminer la tension du disque inférieur en le touchant avec le même plan d'éprawe :1e rapport des radncs carrées des deux tensions est égal à la quantité m. En ^effet, DGM avons trouré

qoaod la tension existe stir le plateau supérieur ; on trouverait de mûne

<|aa&d on a a^s le plateau supérieur en contact avec le sol. Ainsi "ET = T > °is^ B ss — mi : donc =, a» nu

9M. Il est infiniment probable qne rélectricité qui est retenae si fortement dans les corps non conducteurs Test, en partie du moins , par une action analogue à celle qui a lien dans les condensateurs : Véleciricîié libre doit décomposer le fluide naturel intérieur, el la difficulté que le fluide éprouve à se mouvoir doit les maintenir tomme dans un condensateur.

088. L'appareil que l'on désigne sous le nom de bouteille de '^^de{fiïf. 588) est composé d'un flacon rempli d'or en feuille ^

d*étaiQ laminé, ou de toute autre matière conductrice, fermé par un bouchon recouvert de vernis à la gomme laque 6u de cire d'Espagne, à travers lequel passe une tige terminée inférieorenient par une pointe, et supérieurement par un bouton ; la surface extérieure jusqu'à la hauteur mn est recouverte d'une feuille d'étaio. Le métal enveloppant porte le nom d'armure extérieure , et celui qui est dans le flacon ainsi que la tige mn sont désignés sous le nom d'armure intérieure. Il est évident que cet appareil est de mène nature que les condensateurs , car il est formé de deux corps conducteurs séparés par une lame isolante. Par conséquent , tout lie que nous avons dit des condensateurs est applicable aux bouteilles M de Leyde. Ainsi, pour les charger il faut qu'une des deux armures ^ soit en contact avec le sol ; on peut les décharger en mettant les deux armures en contact , ou en les touchant alternativement , -ecc Ces appareils , qui furent découverts en 17^6, par MusschenbroedL et Cnnéus , sont principalement employés pour produire de Tîoleates commotions ou des combustions ; nous les examinerons phs tard sous ce rapport. Ils sont aussi très commodes pour se procarer à volonté les deux électricités: pour cela on isole ime bouteille de Leyde chargée , et en touchant alternativement les deux armnres, on obtient successivement les deux espèces de fluides électriques.

Dans la bouteille de Leyde , comme dans le condensateur ordinaire, l'électricité accumulée sur les deux armures adhère aa verre, de sorte que , si on pouvait enlever simultanément les denx armures , chacune d'elles ne serait chaînée que d'une très petite quantité d'électricité. On peut facilement faire cette expérience an moyen de l'appareil Gg. 529. Cette bouteille de Leyde se compose de trois vases cylindriques , qui entrent les uns dans les autres i les deux extrêmes sont en métal et forment les deux armures , cdai qui est intermédiaire est en verre: si après avoir chargé la bouteille on la place sur un isoloir, et si on enlève les deux vases intérieurs avec un corps isolant , on trouve que les deux armures n'ont qu*ane très faible tension , et que la bouteille reprend sa charge primitive quand on remet les vases en place.

056. La charge d'une bouteille de Leyde est proportionnelle k rétendue de la surface des deux armures et ù la tension de rarmore qui a été mise en communication avec la source d'électricité : b charge d'un même appareil est alors proportionnelle à sa tension* On apprécie cette tension par la distance à laquelle se fait l'explo-

BOUTEILLE DE LETDE. 93

m , car cette dislance diminue à mesure que la tension est plus lite. On se sert pour cela de l'appareil fig. 5/iO. AB est une tige obile dans l'anneau C^ et qui communique avec Tarmure extéenre : on approche lentement le bouton A du bouton Mj et après 9cplosion*on mesure la distance des deux boules. 957. L'appareil hki est un carillon à bouteille de Leyde ; on en mcevra facilement FefTet d'après ce que nous avons dit prccéornent. Dans l'appareil 5&2 , qui produit le môme eflet, la bousille ae Leyde se charge par sa pointe , en la plaçant dans le voi- ■^sige du conducteur d'une machine électrique.

988. Lorsqu'une bouteille de Leyde chargée est abandon-^ ^^ à l'action de l'air , l'armure extérieure communiquant avec ^ sol, la tension de l'autre va continuellement en diminuant, et ^ bouteille finit par se décharger complètement ; mais si on isole -bouteille, l'afmure par laquelle elle a été chargée , étant la seuî'oî possède de l'électricité libre , perd d'abord seule de l'élec- ^^é • mais aussitôt que la tension de celte armure a commencé à ^-» uer, l'électricité de l'autre ne se trouve plus dissimulée en toiail s'y développe donc de l'électricité libre, et elle commence à r à perdre par le contact de l'air. Il est facile de voir que Te dont l'électricité était totalement dissimulée doit acqué- ^ tension croissante , jusqu'à ce qu'elle ait atteint celle de i'au- KiQure, et qu'alors ces deux tensions doivent décroître ensemsqu'àce que la totalité de l'électricité se soit dissipée. Ce fait Waitement confirmé par l'expérience , comme on peut le re- ^ f l.re à l'aide de l'appareil suivant.

?V" (Jig, hkl) est une lame de verre verticale , garnie sur chaque ^*une lame d'étain et d*un petit pendule. Si, après avoir char- ^^ appareil en mettant une de ses faces eu contact avec le sol, ^"Utre avec le conducteur d'une machine électrique, on aban- ^^^^ l'appareil à lui-môme , la communication avec le sol restant iM^^îe , le petit pendule qui se trouve placé sur l'armure possé- |j0î^1 de l'électricité libre s'abaisse graduellement , et l'autre reste ir^niobile. Mais, si la communication avec le sol a été supprimée, \e p^it pendule de l'armure qui ne renfermait que de l'électricité dissimulée s'élève graduellement à mesure que l'autre s'abaisse; ils «rrfTent bientôt à un écart à peu près égal, et qui est environ la - poitié de l'écart initial du premier : alors tous deux descendent , fjîs très lentement.

959. Piles électriques. Lorsque l'on forme une chaîne avec plu-

9& ÉLEGT&IGITE STATIQUE.

sieurs bouteilles de Leyde (fig. hkh) dont rarmure extérieure dt chacune communique avec Farmure intérieure de la suivante , eCii on fait communiquer Farmure intérieure de la première avec le conducteur d*unemachine électrique donnant de réleclricitépositivti^ et Farmure extérieure de la dernière avec le sol, toutei^se chai^ ront positivement en dedans , et négativement en dehors. En effet, la charge positive intérieure de la première refoulera dans la seconde le fluide positif, tandis qu'elle atlirera contre la sm*&œ du verre Félectricité négative ; la seconde boutAUe agira d *n)ème sur la troisième , et ainsi de suitç. Il est évident que les charge! iront en diminuant à partir de la première.

En désignant par Fi , T, , Fs , etc. , Vn% les quantités d'électridlër^andneanv les annures eitérieures; par Ai , i{a , Ils , etc. , Rn^ les quantités d^électridté roi* fermées sur les armures intérieures, on aura les équations

ili + A', — 0

Ri + /iri •= 0

A -f ftFa =« 0

iÎ3 + ^4 = 0

Bz + ^r3 « 0

iî»-i+Fn = 0

En combinant ces équations , on trouve

i?a a=/»fli

ra = f»^.

Rz = ftffa

Fs-fir.

i?4 = fiBi

V^^^y^Vi

Jî» =, /»/t, ,

Vn^luVn^x

En multipliant ces équations, il vient

i?n=/*'»— « ili et

Au lieu de bouteilles de Leyde , on pourrait employer des lames de verre revêtues de lames d'étain sur les deux surfaces , et disposées comme Findique la fig. 545. Si Fou superpose une suite de coadensateurs (Jîg. 5(16) , il est évident que Fon obtiendra un appareil absolument semblable. Ces derniers appareils portent le nom de piles électriques.

Si on décharge l'appareil , en mettant en communication Farmare supérieure de la première plaque avec Farmure inférieure de la dernière, on ne recevra que la commotion résultant de It charge des deux armures extrêmes, pal*ce que toutes les autres électricités libres se neutraliseront entre elles.

Si , après avoir chargé un de ces appareils en le mettant en con* tact avec une machine donnant de Félectricité positive, on Fisole,et si on détermine à Faide d'un petit plan d'épreuve la nature et Fin-

Alectroscopes. 95

sQfthé de Fëlectricité libre sur les armures, on trouve ^ comme cela evait être, que l'appareil ne renferme que de lolecirifâK' positive ibreidoDt la tension va en décroissant de la première ai'mure à avanl-demière. Mais si od louche la pi*cniière armure , l'appareil e chaîne dans toute son étendue d'électricité négative : car Tapireii se trouve dans le même état que si la dernière armure avait lëen communication avec une source d'électricité négative, et si première avait été mise en contact avec le sol ; mais si l'appareil ïsie long -temps exposé à l'air, la déperdition de l'électricité par contact de Faîr finit par établir des tensions sur toutes les armu- », qui, au bout d'un certain temps, se trouvent disposées comme suit : les tensions sont de nature difTérente dans les deux moitiés e l'appareil-, elles sont égales sur .deux armures également éloijQées des extrémités , et croissent du centre vers les exlrémités , de iorte que la première et la dernière ont des tensions égales, mais le nature contraire. Si on divise la série en plusieurs parties, Téïctrîcicé dans chacune d'elles finira par se répartir de la même lanière que dans la série totale. Ces faits , qui sont le résultat du alctil , sont parfaitement confirmés par l'expériance. Nous verrons bientôt des phénomènes qui paraissent avoir beauoup d'analogie avec ceux des piles électriques. 940. Eleciroieopei. Ces instruments ont pour objet de découvrir lans les corps de très petites quantités d'électricité ; tous sont foulés sur les attractions et les répulsions qui se manifestent dans les iorps légers par les fluides électriques qu'ils renferment. Les appareils %. 506, 508, 510 et ôil, sont les électroscopes les plus impies; mais pour soustraire les mouvements à l'influence de l'air, vt dispose ordinairement l'appareil dans un petit flacon {fig. 547 et 48). Les corps qui doivent s'écarter par rinfluence''électrique sont •a des brins de paille , ou de minces fils métalliques, dont les exrëmitës sont garnies de boules de moelle de sureau , ou de lames l'or très minces.

Il est indispensable que , dans les électroscopes , les pailles , les boules ou les lames d'or, dans leur plus grand écart, ne viennent point toucher le verre : car elles pourraient y rester ^érentes, et elles communiqueraient au verre une électrîdlé qui se dissiperait difficilement , et troublerait long-temps les résultats. Pour éviter cet inconvénient, on emploie les dispositions représentées par les fig. hk^ et 550. a elb {fig. 5i^9 ) Bont des boules métalliques communiquant avec le sol par les tiges

96 ÉLEGTBICITÉ STATIQUE.

qui les supportent , et contre lesquelles les petits pendules , dans le maximum de leur écart » viennent frapper en se déchargeant ; ffb et cd(^fig. 550 ) sont deux petites lames d*étain collées contre la surface intérieure du verre, et qui remplissent le même objet. On penC augmenter la sensibilité de Tinstrument en plaçant les boules a eti ( fig. 549 ) à une petite distance des feuilles d*or : elles sont alors électrisées par influence, et font diverger les feuilles d'or sousdei tensions électriques beaucoup plus faibles que quand elles sont très éloignées. On peut graduer ces instruments en en construisanC deux aussi semblables que possible , et partageant successivement entre eux la charge électrique d*un seul : on obtient ainsi les déviations correspondantes à des charges l,'i/2, i/&, i/8,ctc. ; on obtiot ensuite les déviations relatives à des charges intermédiaires par une construction graphique , et on les vériGe par d'autres expériesoei directes (Saussure).

On adapte ordinail-ement aux machines électriques rëleolroscope fig. 551 9 connu sous le nom de Henley. Il est forme d*une tige d'ébène terminée par un demi-cercle en ivoire, au centre dnqvri est suspendue uno paille garnie à son extrémité d'une petite boole de moelle de sureau. Uélectromètre de Lane (fg. 5/iO) a pour oi^ jet de décharger une bouteille de Leyde , lorsque l'électricité a acr quis une tension limitée. Il est formé d'une bouteille de Leyde posée sur un plateau métallique , surmonté d'une tige métallique verticale , traversée à la partie supérieure et à la hauteur du boaton de la bouteille d'une tige horizontale, mobile dans une dooiJte, et dont une des extrémités peut être amenée à une distance quel^ conque du bouton de la bouteille.

941. Mais, de tous les électroscopes , le seul qui soit ordinairement construit de manière à donner des indications comparables, et d'où l'on puisse déduire la mesure des tensions électriques, est celui de Coulomb (fig. 552). Cet appareil est une véritable balance électrique , dans laquelle on a supprimé le tube EF (fig, 515), et dont le cylindre conducteur passe à travers l'épaisseur du verre,

942. Au moyen des électroscopes fig. 506 et 508 , on reconnaît la présence de l'électricité dans un corps par le mouvemeit des boules vers le corps lorsqu'on l'approche à une petite distance. Au moyen des électroscopes fig. BUlj 548, 549, 550 et 551) l'électricité renfermée dans un corps que l'on approche de la boule u est lïianifestée par Fécartement des pailles ou des boules - cesef' '^ fets proviennent, comme nous l'avons déjà expliqué , de la décom- ^

ÉLECTR08GOPE8. 97

posUîon à distance do fluide électrique naturel de la partie mobile de rëlectroscope. Dans l'appareil de Coulomb , TefTet provient en* cure de la méime cause ; mais il y a une double décomposition : car^^D approchant le corps ed(Jlg. 552) dont on veut reconnaître TitMt éledriqae da conducteur ab^ Télectricité , mise en liberté M ptint b par influence » agit à son tour de la même manière sur h discpie de clinquant.

' 94S. L'osage de la balance de Coulomb , telle qae nous Tenons de h décrire et telle qa'il l'a employée , présente un grand inconf ënient. A l'instant où elle est chargée , le levier mobile est répons* se Tiyement , et fait de nombreuses oscillations avant de se fixer. La dorée totale de ces oscillations est variable avec la charge } et , là perle dTélectridië par l'air et les supports diminuant la charge des boides d'une quantité variable, il en résulte que les expériences sont souvent bien incertaines quand l'air n'est pas très sec.

Lorsqu'on a pour objet Testimation ou la mesure de l'intensité d'ane source ccmtinuei on peut faire disparaître les inconvénients que nous venons de signaler, en établissant une communication des bonles fixes et mobiles avec la source : on obtient alors des dé- Tintions permanentes , et il n'y a plus d'autres causes d'erreurs que la variation de conductibilité de l'air. On peut pour cela disposer Tappareil de diflFérentes manières. Supposons d*abord qu'il ne s'agisse qne de constater la tension électrique d'une source très faible, et le sens des variations qu'elle éprouve , on emploiera la disp<^ sicion fiff. SfiS. Un tube de verre recourbé à angle droit s'élève do quelqnes<3entiniètres au dessus du centre d'un plateau de bois /'Q/ ce tube est traversé par un fil de cuivre soudé à une tige de enivre jtB^ placée horisBontalement et recourbée. Au centre de cette tige se trouve éne pointe fine verticale , supportant un fil métallique très fin I recourbé dans un plan vertical , de manière que ses deux branches se trouvent à la hauteur de la tige AB^ mais l'une d'un cAté| et l'autre de l'autre; au sommet de ce fil se trouve une très petite aigmUe aimantée , destinée à lui donn^ une faible force directrice. Aux extrémités C et Z> se trouvent deux fils verticaux de gomme laque qui psffcourent un cadran divisé. En tournant tout l'ap* pareil de manière que l'aiguille aimantée soit dans la position qu'elle tendrait à prendre si elle était libre, et en mettant l'extrémité 5 du fil en contact avec nue source d'électricité , l'aiguille CD iera déviée d'une manière permanente, et d'autan t plus que la source Kra pins énergique. Si on voidatt rendre rappareil encore plus U. 7

sensible, il faudrait suspendre le levier mobile au moyen d'un fil de cocon dédoublé et de 20 à 30 centimètres de longueur ; mais , poar que rélectricité parvienne à ce levier comme à la tige fixe, U faudrait y fixer au dessus de la pointe un petit godet renversé , dans lequel elle pénétrerait sans le soutenir : par le contacty qui s'établirait naturellement, l'électricité se communiquerait au levier mobile. Pour obtenir des mesures avec ces appareils , on pourrait s'y prendre de deux manières. 1° On pourrait faire tourner le levier AB dans le sens de la déviation , de manière à obtenir des dévialions constantes : alors la force électrique ferait équilibre dans chaque opération à celle de l'aiguille pour revenir à sa position primitive, force qui, comme nous l'avons vu, est proportiomieile au sinus de la déviation sur la direction primitive. 2« On pourrait suspendre le levier mobile par un fil métallique, et employer la torsion comme dans la balance de Coulomb ; mais il faudrait séparer le fil de suspension du levier mobile par un fil de gomme laque.

044. Au moyen de l'un quelconque de ces appareils , on peut facilement reconnaître l'espèce d'électricité libre que possède on corps. En effet, pour les électroscopes fig. 506 et 508, on commencera par les isoler en les plaçant sur une plaque de verre on de résine , après quoi il faudra leur donner une petite quantité d'électricité positive ou négative; et pour cela on approchera de la boule de l'électroscope un corps possédant une électricité connue, par exemple un bâton de cire d'Espagne frotté : l'électricité négative passera dans la partie de l'appareil la plus éloignée , et rélectricité positive occupera la partie opposée. Si alors, avant de retirer le bâton de cire d'Espagne , on touche le support , l'appareil se trouvera électrisé positivement , et , suivant que le corps dont on veut reconnaître l'espèce d'électricité exercera ime attraction ou une répulsion , on en conclura la nature de son électricité. En approchant de même un corps possédant une électricité connue des électroscopes fig. hhl et 549 , et en touchant le bouton avant de retirer le corps , on donnera à l'appareil une électricité contraire qui fera écarter les fils ; et , suivant que cet écart sera augmenté ou diminué par la présence d'un nouveau corps , il possédera une électricité de même nature ou de nature dilTérente de celle du corps qui a servi d'abord. Il est évident qu'il faudrait opérer de la inftme manière pour l'électroscope de Coulomb.

Nous venons de dire que , lorsqu'un électroscope était chargé d'électricité , on pouvait recoonallre l'espèce d'électricité d'un an*

iucmosGOPB coHDursAmni: 99

ps en rapprochant dn corps conducteur qui supporte les SB ; «pie , si la divergence était augmentée , le corps posséméme espèce d'électricité que l'appareil , et que» si la dile diminuait, le corps était chargé d'une éleolricité contraipremière partie de cette proposition est eiacte ; mais la sele Test pas toujours , parce qu'un corps à l'état naturel peut ■e le même effet , étant électrisé par l'influence de Télectriciippareil. Alors , pour que la diminution de divergence soit rave décisive , il faut qu'elle soit très grande , et qu'en apat toujours davantage le corps i la divergence devienne nulpi'ensttite il se manifeste de nouveau une répulsion. . Lorsque dans certains phénomènes il ne se développe que i petites quantités d'électricité, les instruments que nous vede décrire ne sont souvent pas assez sensibles pour qu'on ) Jes reconnaître. Yolta a imaginé d'accumuler ces petites téâ dans un appareil capable de les retenir, afin d'obtenir des 98 appréciables et dont on puisse reconnaître la nature. L'apque nous allons décrire est connu sous le nom d'éUetraseape ^aiêur. U est composé ( fig. 55ft) d'un électroscope à paille iines d'or, au dessus duquel se trouve un condensateur dont inee dn plateau inférieur est couverte d'une couche de veri est en communication directe avec les pailles, et armé inynement d'une tige mn , terminée par une boule. On fait compter, le plateau supérieur avec le sol et on touche la boule o e corps faiblement électrisé : les charges s'accumulent, et L*on jBépare le plateau supérieur, les pailles divergent plus ins par l'électricité accumulée , dont on peut facilement retire la nature par les moyens indiqués plus haut. Le plateau sur a reçu le nom de collecteur.

lOd Pair est humide , l'électricité se perd promptement , et il impossible de faire des expériences comparables si Ton n'a- )in de dessécher l'air intérieur et extérieur de l'électroscope les matières très hygrométriques, telles que la chaux vive, »rure de calcium, etc. La meilleure disposition est celle repré- ^fig. 555. La clodie de l'électroscope est environnée d'une »rrée , reposant sur le même plateau ; on met une substance métrique dans un tiroir placé dans le support MN qui com- |iie avec la cloche intérieure et avec l'espace qui la sépare de Bhe extérieure.

B« Effeiê produiiê par la neuifxiliiaiian des éJeeirieMê a&*

100 iUCTAIGITÉ 8TATIQUS.

cumuléei» La plupart des efTets que nous allons décrire penresl s'obtenir avec une simple bouteille de Leyde , dont on foit conmuniquer les armures par le corps à travers lequel la dédiarge doit passer. Mais pour produire de très grands elTets on réunit plnsieun bouteilles de Leyde sur un plateau métallique , de manière à fiùe communiquer leurs armures extérieures , et on réunit par des tritgles leurs armures intérieures {fig. 556). Cette disposition porte je nom de batterie électrique. On peut aussi former des battm électriques d*une manière plus simple, en prenant des lames de verre à ^ntre que l'on recouvre des deux côtés de lames d'étn jusqu'à 2 ou 3 pouces des bords , les plaçant les unes sur les aotroi et faisant communiquer entre elles , par des fils métalliques piacéi de deux côtés opposes , les armures de rangs pairs et celles de rangs impairs.

947. L'électricité êuit toujours de préférence Ue bonê condet teurs. Ainsi on peut impunément décharger une bouteille de LsjfA, et même une batterie, au moyen d'un fil de cuivre que l'on met* communication avec les deux armures et que Ton tient ft la msii on qui entoure le corps; pourvu toutefois que le conducteiirst des dimensions suffisantes : car , dans le cas contraire , une parA de la décharge se ferait à travers les organes. L'eau salée ooaM mieux l'électricité que nos organes, et ces derniers mieux quefetf pure : aussi lorsque l'on met les deux armures d'une batterie a communication à la fois par de l'eau et avec les mains, on reçoitsi^ forte commotion si l'eau est pure, et on n'en éprouve auetfAÛ L'eau est salée. Pristley, d'après des expériences que nous raffti^ terons bientôt, range les métaux dans l'ordre suivant, souslti^ port de leur conductibilité : or, argent ^ cuivre ^ laiton f fer*^ même physicien a. constaté que la chaleur augmentait la condodi' bilité des corps mauvais conducteurs et diminuait celle des M conducteurs. Quand on établit la communication entre lesditf armures par plusieurs corps dont les facultés conductrices diflMd peu , ou quand , la différence étant très grande , celui qui ooodrf le mieux ne pourrait pas décharger instantanément la batterie J l'électricité se distribue entre les conducteurs suivant des Idsv eore inconnues, mais toujours de manière que la plus gntà quantité d'électricité passe par les corps qui conduisent le ttietff dans ce cas , la conductibilité des corps dépend non seulemeol' celle de la matière qui les constitue , mais encore de lettrs ditf^ Mons. Il est probable que pour les corps cylindriques , jftop9fft*

EVFSTS YmODVlTS VkK LES EXPLOSIONS. 101

rélectricitë dans le sens de leur lonfrueur^ la faculté conductrice est proportionnelle à celle de la matière , à la surface de la section perpendiculaire à Taxe et en raison inverse de la longueur.

848. Ohoe laUhral. Lorsqu'un conducteur de dimensions suffisantes établit la communication entre les deux armures d*une batterie , le courant qui le traverse agit pendant la courte durée de aon trajet sur les corps environnants y les électrise par influence , et la recomposition rapide du fluide neutre produit souvent de légères oommotlona. Ce phénomène, qui est désigné sous le nom de ehœ laieralj peut ôtre constaté en plaçant dans le voisinage d'une batr lorie un conducteur en communication avec le sol et garni d'un petit électroscope à pendule : par la décharge de la batterie , le petit pendule est vivement agité.

Mlà, Effeti physiologiques. Les efTets produits sur nos organes par la dédiarge d'une bouteille de Leyde sont d'autant plus énerr Cliques qœ les armures ont une plis grande surface , et que la char- Ifaest plus forte. Cet efTet se transmet à travers une chaîne composée d'un nombre quelconque de personnes qui se tiennent par les mains : chacune d'elles éprouve la même commotion. Avec de puisr Hmtes batteries , on parvient à tuer des animaux même d'une gn» de taille , et par conséquent il serait très dangereux d'en recevoir la décharge.

SttO. Effeiê physiques produits par la décharge d^une batterie dmssê les corps marnais conducteurs y ou par leurnature, eu par iessr» diÊnensions. Lorsqu'on fait passer la décharge d'une batterie k. travers on corps mauvais conducteur par l'une des deux circour (tances énoncées , le corps peut être percé , déchiré ou disséminé ; tt qnand il résiste à cette action mécanique , il s'échauffe plus ou Boins , soavent de manière à rougir , à se liquéfier , on à brûler , nivant les circonstances. Avant de citer des faits particuliers , nous MeriroBs l'appareil dont on se sert pour faire passer la décharge IfÉM batterie à travers un corps quelconque. . Cet appareil, connu sous le nom d'excitateur universel ^ se com* pose (j^f . S57) de deux branches ab et a^b^ , montées à charnière mr des colonnes isolantes ed et o'cP; elles entrent à frottement libre fams lesdooilies ec^é d, afin que leurs extrémités puissent être Menées à une distanee quelconque. Le support mn^ que l'on peut dliGer à différentes hauteurs, est destiné à recevoir le corps à travers pqoel on veut foire passer la décharge; on met ses extrémités eo NRiacl a^ec qoUei dos tiges ab et afV. Une d'elles est en comma-

lOS ÉLBCTAIGITE 8TAT1QCB.

nication permanente avec une des deux armures de la batterie, et, à raide de l'excitateur fig. 536 , on établit la communication de l'autre armure avec Tautre tige.

931. Lorsqu'on place une carte entre deux conducteurs tennioéi par une pointe ( fig. 558 ) , et qu'on fait passer entre les pointeili décharge d'une bouteille de Leyde , la carte se trouve percée Sm trou très fin , mais qui n'est point au milieu de l'espace qui sëpae les deux pointes ; il est beaucoup plus rapproché de la pointe coimuniquaut avec l'armure chaînée d'électricité négative. M. TWmery , à qui on doit cette observation, a remarqué qu'à mesure qtt Ton diminuait la pression de l'air, le trou de la carte se rapprocUt du milieu de Tintervaile des deux pointes. Ce phénomène est itt explication.

0S3. On peut aussi, à Taide de la décharge d'une t>outeiliedB Leyde , percer une lame de verre. On se sert pour cet objet de l'ip pareil fig. 559. ah et cd sont deux supports réunis par la tnveh se horizontale ef^ à travers laquelle passe le conducteur i poiii mni ghik est un cylindre de verre qui enveloppe l'autre coadnteur à pointe m'fi', et supporte la lame de verre xy. On met M goutte d'huile sur la lame de verre , eu face des pointes , et on aH les deux conducteurs en communication avec les armures d'une faé bouteille de Leyde.

Lorsqu'on remplace la lame de verre par une lame de pisiE; rétincelle la brise dans plusieurs directions. Il en est à%ttK$ d'une lame de bois perpendiculaire à la direction des fibres S<* Eût passer la décharge à travers un tube de verre capiilaiRlIÀ de mercure, le tube se brise, si la décharge est assez forte.

053. Lorsque l'étincelle passe à travers l'air ou un gai ^ conque, les moléeules de ces corps sont fortement ébranlées; pi* constater ce fait , on peut employer l'appareil fig. 559^, qm# du à Kinnersley. Il est composé d'un cylindre de verre tâwi^' chaque extrémité par une virole en cuivre traversée par nBiài$ terminée par un bouton ; le cylindre est garni, à sa partie inférieÉ^d'on tube ai, qui s'élève parallèlement au cylindre , et qui estiP vert ; f appareil est plein d'air ou du gaz sur lequel on veut oj et il renferme une certaine quantité d'un liquide coloré : lorsi fait passer une étincelle électrique entre les deux boules, le Relève dans le tube ab à une hauteur d'autant plus grande qoel pins forte. On pourrait disposer l'appareil d'une mh ( fig. 560 ) est un tube de verre capillairei on']

SFrers PRODUITS PAm us explosiors. lOS

par sa partie supérieure a , renrermant un ÎDclex de mercare m, et coBUDuoiquant , par sa partie inférieure , avec un tube d*un plus grand diamètre^ percé latéralement de deux ouvertures, dans lesquelles sont mastiquées deux tiges métalliques terminées par des booles : lorsqu'une étincelle traverse Tintervalle des deux boules extérieuresi l'index m éprouve une vive agitation.

9B4. Lorsqu'on place une feuille d'or très mince entre deux plaques de verre , et qu'on fait passer la décharge à travers la lame d'or, on obtient une poudre violette , qui n'est autre chose qiie de l'or très divisé , et non de l'oxyde : car à la température que For a dA acquérir l'oxyde aurait été réduit, s il s'était formé. On fait ordinairement cette expérience de la manière suivante : sur un aarton découpé on place une feuille d'or, au dessous un ruban de soie blanche ; on serre le tout entre deux planches , on fait passer une forte dédiarge à travers l'or, et on trouve sur le ruban de soie une empreinte violette de la découpure.

flttS. Fnsînieri a fait l'observation très curieuse qu'un courant électrique peut transporter des matières solides à travers d'autres corps solides. Par exemple , si on place un disque d'argent poli à égale distance d'une boule d'or qui communique avec l'armure in* térieure d'une petite batterie , et d'une boule d'argent qui commuûque avec l'armure extérieure , on observe , après la décharge , deux taches d'or parfaitement égales en diamètre sur les deux faces du disque d'argent. D'autres métaux sont également transportés par rétincelle el viennent se déposer sur les surfaces des corps qu'elle rencontre, tantôt à l'état métallique, tantôt à l'état d'oxyde.

0)S6. Lorsque les corps à travers lesquels on fait passer la dé* charge sont bons conducteurs, et ont des dimensions très grandes, perpendiculairement à la direction du courant , par exemple quand oe sont des fils métalliques d'une grande section , ils n'éprouvent aucune modification ^ mais , si on diminue progressivement leur section , ou si on augmente leur longueur, on s'aperçoit que, pour les mêmes décharges , ces fils s'échauffent d'au tant plus qu'ils ont un plus petit diamètre ou une plus grande longueur; et quand leur ténuité est très grande, ils peuvent s'échauffer jusqu'au rouge, et brûler s'ils sont combustibles. Les fils métalliques de môme longueur et de même diamètre s'échauffent inégalement par des décharges électriques égales. L ordre des métaux rangés suivant leur faculté d'être échauffés est inverse de celui où ils sont rangés suivant leurs Eumltés couductrices.

lu

tM ÉLBGTftlClTB 8TÂTIQUI.

Tous les phéoonièoeft physiques que nous Tenons de décrinfi* jki raissent dus au flu d'élcclricité qui se trouve arrêté par le défai de conductiliiiitë du corps, soit en raison de sa nature, soit ei ni* son de ses dimensions. D'après cela, la conduclibilUé n'a riead'ik* solu ; elle dépend à la fois de la nature du corps, de ses disKulii^ et de la quantité d'électricité qui doit passer: un ménieGorpiflt' duit d'autant mieux que ses dimensions sont plus petites dsDsklrection de la transmission et plus grandes dans la direction pofS* diculaire ; et pour un même corps, quelles que soient sa niMi SOS dimensions, on conçoit qu*il doit exister une charge pour ta^ il cesserait, en partie du moins, d'être conducteur. Ces denième' servations sont parfaitement d'accord avec les résultats dtt op riencos de Coulomb sur les corps isolants, et auraient pBi'A# duire.

8tt7. Effks ehimiquêê. Lorsqu'on place sur une lame èài^

un petit morceau de papier de tournesol humide , qu*on f»^

muniquer une des extrémités avec le conducteur positif de |* ^ 1 J|

ohine , et l'autre par un til avec le sol ou avec les ooiii*>^t* | ^

qu'on le mut en contact avec un fil isolé terminé par une poM

lo papier de tournt^sol est rougi au point où il reçoit l'^'^^r

positive. Si, au lion du papier de tournesol , ou emploie dsf|P

coloré par du sirop de violette , il rougit à une extrémité eCi^

à l'autre. Lorsqu'on place sur une lame de verre, à la suite 1*^

dos auli*es , de petits losanges de papier coloré avec da M,

viuletto humide, et qu'on fait communiquer l'extrémité da|f^

losange avec le conducteur positif, et l'extrémité du denû^ ''^

h) sut, ou avec lo fmtioir, ou avec une pointe isolée, tontes to^,

trémités dos losanges qui sont tournées vers le conducteur P*

sont rougios, ot toutes les autres sont verdies. En remplaça'''

que losan{{t) )>ar doux triangles, l'un de papier de toumesoli ^

de papier de curcuniu humide , et réunis par leur base , V^

triangles de papier do tournesol étant d*un même côté, k^

otmmiuuit]uaut avei^ lo ixinduoteur positif, tous les trian^^j

riMigis à leur sommet. Or il résulte des propriétés bien

des diverses mati^inm colorantes employées que les diai ^

éieuttleur observés aux pointes dirigées vers le conducteur

IttiOM dus A la pn>siHico d'un acide , et que les (hangemeatti

IMUMs opposés sont dus à la pn^eniv dun alcali : par conséqÉ^

M'dÉil léeessairomtHit adnieiin> que IVleotriciié , en parocnii^

InkiMlea fie iiapier humide et iH>lortS a décomposé les sels tfM

- vrm CHutiQuis. 105

hiaent ; q«e les acides résultant de celte dëcomposUioo ont tés Yen le cooductear positif , et les alcalis vers rextrëmité 1^ et que là, par leur réaction sur la matière colorante , ils luit les changements observés.

mat d'ailleurs reconnaître par des expériences directes mnint électrique jouit de la propriété de décomposer les effet , si on prend deux fils d'argent terminés par des poin- 6s 9 et qu'après avoir entouré les fils avec de la cire, jus- AOrémités , on les mette en communicatiou avec les deux Mrs d'une machine de Naime , et qu*on plonge les pointes e diascdution d'un sel de cuivre , eu très peu de temps oa M qoe la pomte d'argent qui communique avec le conducfpttif se couvre de enivre.

• Lorsqu'on Ait passer une forte décharge électrique à traifil delailoD très fin, on trouve de l'oxyde de zinc et de cui* lés : fiar conséquent, ces métaux ont été séparés avant leur km. Lorsqu'on place dans un tube de verre des oxydes d'or, C ^ dfélaân , ou du sulfure de mercure , et qu'on fait passer tobe une forte décharge , les oxydes sont réduits et le sul« ; décomposé.

«m aussi décomposer les huiles et l'éther par une série d*éé électriques : pour cela , on remplit d'huile ou d'éther une dÉehe reposant sur du mercure, et dont la partie supérieure vnéepar un fil de platine qui descend jusqu'à une petite dide>la surface du mercure. En mettant le fil en communicasele conducteur d'une machine , et le mercure en contact )^ sol , les étincelles qui passent de l'extrémité du fil au » décomposent le liquide; les huiles donnent de l'hye carboné , de Thydrogène et de Foxygène en diverses pro-

. En faisant passer ainsi des étincelles électriques à travers s gaz, on parvient à les décomposer. L'hydrogène earbané, ^ine sulfuré, Y ammoniaque j \hydrogine phosphore, hydrœhlorique et le protoxyde i azote, le sont en totalité I leurs éléments simples. Vadde carbonique est décomen partie seulement, en oxygène et oxyde de carbone; le yde (tazote en acide nitreux et azote ; le gaz nUreux en litrique et azote.

. Lorsqu'on fait passer une seule étincelle à travers un méte différents gaz qui peuvent se oombineri U combinaison a

106 ÉLECTaiCITÉ STATIQUE.

toujours lieu quand les (piz mêles sont dans des proportions qi diffèrent peu de celles dans lesquelles ils se cooibinent ; la prései- 08 d'un gaz étranger n'a point d'influence quand il est en petii proportion.

Lorsqu'une longue série d'étincelles électriques traverse l'air «mosphérique , le volume diminue , et il se forme une petite qoK tité d'acide nitrique.

961 . En faisant passer de violentes décharges électriques i tiir vers l'eau, les explosions sont accompagnées d'étincelles, et nt certaine quantité d'eau est décomposée. WoUaston est parvesBl produire la décomposition de l'eau en conduisant de faibles coi* rants électriques dans ce liquide par des fils très fins terminéi p des pointes aiguës, et isolées de manière à ne pouvoir perdre ki électricité que par les extrémités de ces pointes. On conçoi qu'une quantité d'électricté même très faible, qui se porte au so» met de la pointe , et dont l'énergie s'exerce tout entière contrek seule molécule d'eau qui la touche , doit produire un effet beaih coup plus grand que quand l'électricité se dégage par une gramk surface d'un corps conducteur.

Pour cela, on prend un fil d'or très fin, et, après lui avoir doui une pointe aussi aiguë qu'on peut le faire , on l'insère dans u tube capillaire de verre , on chauffe ce tube assez pour rattacher i la pointe et la recouvrir bien complètement; on use ensuite park frottement cette extrémité jusqu'à ce que , avec une loupe , oup^ se découvrir la pointe d'or qui commence à se faire jour. Mon, en plongeant cette extrémité dans de l'eau qui est en commonka* tion avec le sol, et faisant passer sur l'autre extrémité des ëtinci^ les partant du conducteur d'une machine élécrique, à chaque Or plosion on voit des bulles de gaz se dégager de la pointe ; la ibra de l'étincelle nécessaire pour produire ce phénomène dépend de k finesse de la surface libre de la pointe. WoUaston a trouvé qu'VB étincelle qui se manifeste à une distance de 1/8 de pouce sufBstit quand le diamètre de l'extrémité de la pointe ne surpassait ptt >— de pouce, et qu'une étincelle faisant explosion à une distance de ,^ de pouce suffisait pour décomposer l'eau quand le diamètrs de la pointe était à peu près de ^ttî de pouce.

Pour essayer jusqu'à quel degré la force de l'étincelle -électrique pourrait être réduite par une diminution proportionnée dans l'extrémité du fil , WoUaston introduisit dans un tube capillaire une solution d'or dans l'eau régale , et, en chauffant le tube , il fit éva-

LUMIÙIB ÉLEGTAIQCB. 107

>rer Vacide. Il resta une couche d or très mince qui garnissait intérieur du tube; alors eu chauffant le tube jusqu'au point de le amollir I il se forma un fil d'or très mince au milieu de la subtaDoe du tube. En plongeant une des eiirémités du tube dans de eau, et ea mettant l'autre extrémité en contact avec le conducteur 'une machiae électrique , Teau fut décomposée par le courant lectrique , quoiqu'il ne se produisit point d'étincelle visible dans »atle trajet.

96S. Lumière électrique, La combinaison des deux électricités !uis 00 nuliea non conducteur et l'écoulement de Fun d'eux dans air sont toujours accompagnés de lumière. C'est Otto de Guericke [ui observa le premier i'éiincelle électrique. La lumière parait fififérer dans les deux fluides : car lorsqu'un conducteur armé d'une pointe est chargé d'électricité positive , on aperçoit à rextrémité de la pointe une belle aigrette, tandis que , s'il est chargé d'électricité négûîire, on n'aperçoit qu'un point lumineux.

965. Fiié9êe de t électricité. Lorsqu'un corps est bon conducenr , rélectricité le parcourt avec une rapidité extrême. En 17&5 !t i750| on fit en Angleterre des expériences pour apprécier la viesse avec laquelle l'électricité se transmet à travers les métaux , et m reconnut que des fils métalliques isolés, de plus d'une lieue de lOngnenr, transmettaient instantanément l'électricité.

964. Lorsque l'électricité traverse l'intervalle qui sépare deux Conducteurs, onaperçoit une ligne droite continue, en raison de la durée de la sensation. M.Wheatstone a essayé de mesurer la vitesse avec ^quelle l'étincelle traverse l'espace, par le moyen quenous allons rap- M>rter. Une'boule métallique fixe était mise en communication avec e conducteur d'une machine électrique ; une autre boule, communi- [uant avec le sol, passait rapidement sous la première, à une distance le & pouces. Il est évident que , si la vitesse de la dernière boule était ximparable à la vitesse de Télectricité , la tratnée lumineuse aurait lu paraître oblique , tantôt dans un sens , tantôt dans l'autre, suivant e sens du mouvement de la boule mobile ; mais l'expérience a démonxé que, quelle que soit la vitesse , l'étincelle passait de la même manière que quand les deux conducteurs sont en repos. Pour mesurer la vitesse de l'électricité dans les corps conducteurs M. Wheatitone s'est servi d'un miroir plan, vertical , mobile autour d'un axe Vertical parallèle à l'étincelle. Il est facile de voir que dans un semblable miroir un point lumineux fixe produit une image circulaire , dont le rayon est égal à la distance du point lumineux à Taxe de

rotation , et qae , la vitesse angulaire de rimage étant double di celle du miroir , la circonférence entière sera décrite pendant Qfll^ demi-révolution du miroir; et si le revers du miroir est ausû li surface réfléchissante , Timage parcourra deux circonférend^ entières pendant chaque révolution complète du miroir. U rénl| évidemment de là que , si Tétincelle a une durée appréciable nhf tivement à la vitesse de rotation du miroir , on verra ua arc hmineux dans le sens du mouvement , et retendue de cet arc dépendri de la durée de Tétincelle. Supposons maintenant qu'on place br vaut le miroir le conducteur représenté fig. 562 interrompu nil points a, i et e/ si on met les extrémités ^ et g en commitcation avec les armures d'une bouteille de Leyde , Tétincfli se manifestera au point l après que l'élecuricité aura paroofi le chemin amb; et par conséquent, si rélectricilé parcourt tt chemin dans un temps appréciable , les trois arcs lumineux qn^oi verra dans le miroir ne devront pas partir de la même ligne lérticale : le premier et le dernier devront être un peu plus anacéi dans le sens du mouvement du miroir. Dans une des expërieaCBii rintervalle angulaire des origines des deux arcs extrêmes et (b celui du milieu correspondait à un millionième de seconde ;it comme le conducteur avait 0,288 mille de longueur , il en rësnIuA une vitesse de 288000 milles par seconde , vitesse qui soipMB celle de la lumière dans le vide.

965. Lorsqu'on prend un tube de verre terminé par deu appendices conducteurs, qu'après y avoir fait le vide on le met en contact, par une de ses extrémités, avec une machine éleciriqnei^ qu on fait communiquer Fautre avec le sol, toute sa capacité int^ rieure se trouve éclairée uniformément; mais si on approche an corpf conducteur , l'électricité se porte vers lui , et la lumière acquiert plus d'éclat dans les parties du tube voisines du corps conducienr* Cet effet s'explique facilement , en observant que le courant éieetrique décompose par influence Télectricité naturelle dn conducteur, et que celle qui s'accumule dans la partie dn conducteir la plus voisine du tube réagit sur le courant électrique qui to traverse.

066. Pour observer les variations que présente la lumière éleC" trique suivant lu force élastique de l'air dans lequel elle se manifeste, on emploie l'appareil fig. 561 , qui est composé d'où balloa de verre à robinet , garni de deux tiges à boules que l'on peut rap" procher plus ou moins, une d'elles pouvant glisser dans une boll^

LUMiiai ÉucTmiQVi. i09

» eair. Es diblant plus on moins fair da ballon à raidc d'une maûnne pnenmaliqae , on observe qa'à mesare qae la densilé de Pair Iminiie, Ja lumière électrique occupe an espace terminé aux deux iKMJtty et d'autant plus dilaté vers le milieu que la densité de l'air impltas petite; et que dans le vide la lumière occupe tonte la capaiflé dn ballon. Quand l'espace lumineux augmente , l'intensité de blumitee s'affaiblit. On n'a fait aucune expérience pour détermi- ^le rapport entre le volume occupé par la lumière et son intenil6; il serait possible que la diminution de lumière provint uni* laemettt de raccroisseneni de volume. On pourrait vériGer cette ilMjectiire en se plaçant à des distances du ballon telles que l'espace Imniiieox fût aperçu sous le môme diamètre apparent : Téclat ievnkil rester constant si notre conjecture est vraie.

M7. Oa a expliqué la lumière électrique par la compression HdMte qae l'air éprouve, compression qui produit un dégagement de dudear et de Inmi^ d'autant plus grand que l'air est plus dense. Iiedioc de l'air n'est point cependant une explication suffisante de b liiraière électrique , puisque cette lumière se manifeste encore iuM le Tide barométrique , et à une température inférieure à celle sa il plaratt que les vapeurs mercurielles cessent d'exister (579). Sle n*e8t même point suffisante pour expliquer les variations d'in* lensilés de lumière suivantles pressions : car, si la lumière est d'autant plus vive que Pair est plus dense , comme en môme temps la résistance defair est plus grande, le dégagement de l'électricité n'a lieïi que sous une plus grande tension : par conséquent, la lumière croissant à mesure que l'explosion a lieu à une plus forte tension, SB pourrait regarder la lumière en question comme inhérente à TékÂtricitë , et se développant proportionnellement à la densité de k couche qui foit explosion.

La teinte de la lumière de l'étincelie électrique varie avec la nature du gaz dans lequel l'explosion a lieu , avec sa force élastique et avec la nature des Corps entre lesquels l'explosion s'effectue. L'étincelle est blanche dans l'acide carbonique , rougoàtre dans l'hydrogène , blanche dans l'air comprimé , rougeâtre dans l'air raréfié^ d'un vert brillant dans la vapeur de mercure, et, en y ajoutant une quantité croissante d'air, la teinte passe successivement an vert de mer , au bleu et au pourpre. Les étincelles ti-* rées avec des boules de bois et d'ivoire ont une teinte cramoisie ; avec du cuivre argenté, elles ont une teinte verte; avec du charbon, la teinte est jaune ; Fusinieri pense que ces variatioius de couleur de

ilO ÉLECTRICITÉ STATIQUE»

rélincellc oicctrique provionnonl de rincandesoenoe des pondérables entraînées par Félectricitr.

008. Nous terminerons ce qui est relatif à la lumière éledrifi par la description de quelques e^pcTiences fort eurieoses , et fi sont Tondées sur la rapidité du mouvement de réiectricité. Lonqu*on place une série de conducteurs à la suite les uns des itÊÊ, si rinlervalle qui les sépare est très petit , en mettant les deas^ trAmcs en contact avec les deux armures d*une bouteille deLgii, réiincelle électrique se manifeste au même instant dams touskii^ tervallcs ; cVst sur ce principe que sont fondés les appareib Altriques qu*on désigne sous le nom de iubes etineelani»^ emmm étineelanti , etc.

Les tubes éiincelants ( pg 563 ) sont des tubes recouverts i II surface de potilos lames d'étain ayant la forme d*nn losange , etfr |u)8ées suivant une hélii^e ; leurî sommets sont e» regard, eilÉ voisins. En mettant les deux extrémités du tube, qui sontgnl crappendices conducteurs , en contact avec les deux armures ta bouteille de Leyde , ou seulement en approchant une des eilré» tés du conducteur d'une machine électrique , Tautre coibM' quant avec le sol , i*éiincelle passe simultanément dans les lamitf dessine une hélice. On dispose aussi les petites lames d'énii ff des plaques de verre « de manière à former, par les intervilkifi Ic^ séparent « des dessins quelconques, qui se trouvent alors ih>^ nés pur le passage d'une étincelle électrique (Jig. 56&) .

OOO.Le carreau magique est une lame de verre dont unlb^ ces est reiHiuvcrte d'une lame d'étain , et dont Fautre est leuniti d'un vernis mêlé avec une poudre métallique. Cet appareil seckqF coinnw un condensateur ; en le déchargeant , rëtiDcelle serpe' dans tous les sens « et imite Teffet de la foudre.

S 111. J^rretoppemehi Je releciricMpar la

070. \a première expérience qui conduisit i reconudtre dÉtfl pression une cause de dévelop|)ement d'électricité est due i El Inm. (U> physicien déiH>uvrit qu'en pressant un disque mt \$kM contrt^ du tafTetas tl^immé, celui-ci prend rélectricîlé i^ tH l« disque niétalliquo l'cleciricite négative ; par la piession IVoitsintni, le tafTetas prend au contraire réiectricité nëgatiïîT^ Hity coniiaia tniuite que le spath dlslande et qudqnes autra i* ^

DiVELOPPEHERT PiE LA PEESSIOIT. 1)1

Stances minérales jouissaient de la propriété d'être électrisées par la pression entre les doigts. M. Becquerel , qui depuis s*est occimé i'nne manière spéciale de ces phénomènes , est parvenu à des Ém généraux que nous allons rapporter.

971. Quand deux corps de nature quelconque dont Tun est élastique, étant isolés, sont pressés Fun contre l'autre , ils se constituent dans deux états électriques difTérents ; mais ils ne sortent de la compression avec de l'électricité libre qu'autant que l'un des deux n'est pas un bon conducteur. Il paraît que l'intensité de l'état électrique après la séparation dépend de la conductibilité des deux corps et de la vitesse de séparation : car, pendant la durée de la pression, les deux couches électriques séparées étant en équilibre, ;omme M. Becquerel s'en est assuré , l'équilibre ne subsiste que par le seul fait de la pression ; si on la diminue lentement, les électricités qui ont été séparées se combineront de nouveau avec d'autant pins de facilité que la séparation sera plus lente et que les laides se mouvront plus aisément dans les corps : aussi on obtient oujours une tension électrique d'autant plus grande que la séparaion a été plus rapide.

L'eau hygrométrique qui recouvre la surface des corps empêche M>avent l'électricité de rester après la séparation , probablement parce cpi'elle les rend bons conducteurs ; aussi il faut avoir soin de sécher et d'essuyer les corps avant de les soumettre à l'expérience. M. Becqu^^l , au moyen d'un appareil très ingénieux , a découvert que l'électricité développée par la pression , dans le cas on la vitesse de séparation donnait le maximuçi d'électricité , était proportionnelle à la pression jusqu'à une certaine limite. Les corps élastiques dont M. Becquerel s'est servi sont des plaques de liège , de caoutchouc , d'amadou , d'écorce d'orange , de moelle de sureau , isolées par des manches de gomme laque.

073. La chaleur a une grande influence sur le développement de l'électricité par la pression. Le spath d'Islande , qui par la pression prend l'électricité positive, acquiert de l'électricité négative lorsque sa température a été suffisamment élevée. Deux corps de même nature, tels que deux morceaux de liège, de spath d'Islande, pressés , ft'électrisent rarement; mais lorsque l'un d'eux est échaulTé, ils se trouvent tous deux , après la séparation , dans deux états électriqnes opposés ; si la pression dure jusqu'à ce que l'équilibre de température ait lieu , les corps séparés ne sont plus électrisés. 975* Plusieurs phénomènes paraissent avoir beaucoup d'analo*

lis iLIGTRlGITÉ statique;

gie avec ceux que nous veuons de décrire. Lorsqu'on sëpare dans rd[)scurité deux lames de mica, il y a dégagement de Inmière , et MûiYant la séparation , on fixe les lames à deux manches isolants, on trouve les lames électrisées en sens contraire. La chaux sulfatée présente le même phénomène ; mais , pour Tobserver, il faat la priver de son eau hygrométrique , et élever la température ; une carte dédoublée donne des résultats analogues. Cependant, le développement de l'électricité par exfoliation ne paraît convenir, ik quelques exceptions près, qu'aux substances régulièrement cristallisées : car les fragmens d'un bâton de verre ou de résine ne possèdent aucune électricité.

Le choc , produisant une compression subite , doit nécessaire* ment développer de l'électricité ; il serait possible que la lumière qn l'accompagne quelquefois provtnt de la combinaison rapide des électricités, qui auraient été séparées par la pression.

§ IV. Examen des circonstances qui accompagnent le développement de F électricité par le frottement ou la pression.

974. Tous les corps , comme nous l'avons déjà dit, paraissent dégager de l'électricité par le frottement ; le plus grand dégagement a lieu lorsqu'un des corps frottés est mauvais cooducteor et Fautre très bon conducteur de l'électricité ; il est très faible , a« contraire , quand les deux corps sont à la fois bons conducteurs ; il est même difficile de reconnatlre l'électricité dégagée par le froltem entdes métaux en masses , au moyen d'un électromètre ; mais on peut constater ce dégagement , en mettant les deux métaux en communication avec un rhéomètre multiplicateur très sensible ( instrument formé d'un fil de cuivre recouvert de soie, enroulé autour d'un cadre dont le centre est occupé par une aiguille aimantée ). Il se développe, par le frottement , des courants électriques dans le fil de l'instrument, dont le sens et l'intensité se reconnaissent à la nature et l'amplitude des^déviations de l'aiguille, et qui permettent de déterminer l'espèce d'électricité que prend chaque métal.

975. M. Becquerel, à qui on doit la découverte du fait dont il est question, fixe les extrémités des lames des métaux qui doivent être frottas aux extrémités du fil du rhéomètre , et recouvre de mastic les points de jonction , afin d'éviter les courants électriques qui pourraient résulter des changements de température dé ces points : en posant les lames les unes sur les autres^ il ne se produit rieni mais

Plomb.

Zinc.

Etain.

Fer.

Op.

Csidniiani,

Argent.

Antimoine.

Cuivre.

GUIG09STAHGBS BK LA PmOllVGTIOV; Ht

9|i les frottant légèrement, il se produit un courant. D'après ces expiérienoes , M. Becquerel a formé le tableau suivant , dans lequd duiqae métal est négatif par rapport à ceux qui suivent , etpositf ptr rapport à ceux qui précèdent.

' Bismuth.

ÏTickél.

Cobalt.

Palladium.

'TIatine.

Cet ordre est le même que celui relatif à Félectricité dévdopfi^B par la chaleur y comme nous le verrons plus tard. Il ne irihMge pas par le poli ou les aspérités des surfaces frottantes ; il en jÉM iHTiorfi de même quand un des corps est très petit par rapport à l'iitre j et que ce sont toujours les mêmes points qui frottent: d*oà il soit que la chaleur développée est sans influence , car le çmpftyje plus petit devrait s'échauffer plus que l'autre , et l'effet devrait changer suivant que Tuii oujautre des corps fit>ttés serait le pins petit , ce qui n'a pas lieu. Si on prend une lame et un bouton .ilçtautaifr nature , en frottant le bouton contre la lame , le bismuth ; Ty^i^Tl5^«p^ , le fer et le platine produisent un courant dans lequel liimlmest positif, ce qui est contraire à Veffet qui serait produit A lef.j^opquits provenaient de^la chaleur dégagée , .attendu que le boqioai'iSf^auffe plus quelle lame; le cuivre et plusieurs antres métUEL ^^pssent,en sens contraire.

. . SSrfif-^ . Lorsqu'on (ait frotter deux métaux dont l'on est « limailles

■lues, la conductibilité, dans ce dernier est assez aflluiblie pour que

JJoPf fritte, reconnaître directement par l'électroscope Félectrlcité

iûnUl s'est chargé. Voici la disposition employée par M. Becquerel;

Xh|iliai(4to nudn une lame métallique indinée^ sur laquelle on verse

takrjjpmaiUei qui tombe ensuite dans une capsule fixée au plateaa

.Am .^leçtroscope à feuilles d'or très sensible. M. Becquerel a re»

jWiw niiwi <PM f quand une limaille métallique passeisor une lame

4a aiAsp^ métali die prend l'électricité négative. L'effet est d'autant

|lii(^maiqaé.que la limaille est plus £ne et le choc plus rapide. La

fn^nët^ iles limailles d'être négatives par rapport aux plaques du

(Mtoié métal est. d'autapt plus marquée que les métaux sont plus fa-

fSjftffyy* oxydables; Tantimoine fait exception, sa limaille est posi-

.lii!S jpar rapport aux plaques de même substance; Lorsque la U-

Mile ^Ja plfqM sont d§ navires différentes^ les limailles tendent

k prendre rélectpîcîté négative; lorsqu'on élève la température de la limaille , ou delà limaille et de la plaque , la limaille devient phs négative si elle Tétait à la température ordinaire , et devient négative, ou moins positive , si elle était primitivement positive.

En donnant un mouvement rapide de rotation à une lame autonr d'un axe vertical , établissant la communication de la lame avec l'électroscope , et laissant tomber des limailles plus ou moins fines sur la lame , M. Becquerel a reconnu que le peroxyde de manganèse, Targent très divisé et le sulfure de fer, projetés surrune lame de zinc « d'étain ou d'or, prennent l'électricité négative. La poudre de peroxyde de manganèse produit plus d'effet que les antres sub- je «tances. Lalûnaille de zinc ne produit aucun effet quand elle tombe «sur une plaquede zinc dont le mouvement est rapide, tandis qu'elle reçoit un excès d'électricité négative quand la lame est en repos. On n'obtient point d*électricité quand les limailles ont phisienrs i&iUimètres d'épaisseur.

Dans le frottement des limailles contre les plaques métalliques il 'Oe se produit point de courants, probablement à cause de la faible conductibilité des limailtes.

977^ Lorsque les corps sotit mauvais conducteurs , l'état de leur )Bttrfat;e et l'inégalité de leur température primitive , ou celle qai ^résulte de la chaleur dégagée par le frottement, ont une si grande «influence^ qu'avec les mêmes substances on obtient souvent des résultats opposés. Une légère différence dans Tétat de la surface de deux corps de même nature frottés l'un contre l'autre , ou mie différence dans leur température , eu une différence dans retendue •des surfaces qui sont frottées, suffit pour développer dans les deux «orps des électricités différentes. Toujours le corps dont la surface est la moins polie, ou dont la température était primitivement la ^lus élevée, ou qui est ébranlée parle frottement dans une plus {>etite étendue , tend à prendre Tëlectricité négative. Ainsi, deni .plaques de vehredont l'une est polie et l'autre dépolie prennent, par le frottement, la première l'électricité positive, la dernière Félectri- "ciié né^tive^ ainsi, deux rubans identiques étant frottés en croix, <îelui qui n'est frotlé que sur une petite étendue prend réleciricîté négative. On conçoit , d'après cela , qu'on ne peut pas ranger les corps mauvais conducteurs dans un ordre tel que chaque corps soit toujours , par exemple , positif par rapport à ceux qui suivent , et négatif par rapport à ceux qui précèdent. On peut cependatit établir i^'queie poilde ehatvtvanttpif'endr^eetricité positive avec toutes

GIEGOK8TÂKGX8 DS t4 nOOUGTION. 'lïS

>8 substances connues; 2* que le verrepoli prend loujoars rëlectricité MMMtive 9 excepté avec le poil de chat et le mercure; 3* que le verre lépoli est positif avec les corps résineux , et négatif avec le drap , 6 papier , la main , le poil de chat ; &« que la cire d'Espagne est lëgative avec les métaux; 5<^que les corps résineux sont toujours né* pitifs avec les corps non résineux.

078. M. Delarive a fait des expériences sur le frottement des métaux , en employant les doigts secs y Fivoire , la corne , le liège et lifFérentes espèces de bois : il a trouvé que le rhodium , le platiné, e palladium , Tor , le tellure , le cobalt , le nikel et l'antimoine prenaient toujours Télectricité négative ; que l'argent , le enivre , b laiton et l'^in, étaient presque toujours négatif»; que le plond) et le bismuth étaient toujours positifs, et que le fer et le zinc étaient lantût positifs et tantôt négatifs. M. Delarive suppose que lés mé- ^ax sont toujours négatifs, et que les variations qu'on observe proviennentde l'oxyde enlevé par le frottoir, parce qu'alors le frottement ft lieu entre Foxyde et le métal. Il a aussi reconnu que la vitesse et la pression étaient sans influence.

979. En 1817, WoUaston avait annoncé qu'en plaçant une ma- :chine électrique sous une cloche dans laquelle on pouvait remplaf œr l'air par l'adde carbonique , dans ce dernier gaz il ne se dé* ^gageait pas d'électricité. En rapprochant ce fait de cette circoo- • stance que ks coussins des machines électriques doivent être eniluits ;de matièros fiKilenlent oxydables , pour produire de grands effets, fOD avait été conduit à regarder comme très probable que l'électri- «cité provenait d'une action chimique. Une découverte plus récente tàe M. Becquerel venait à l'appui de cette conjecture : ce savant a iisecoBnu qu'ea broyant certaines substances solides, on pouvait en tnéparer les éléments f et produire des actions chimiques. Ainsi , si iriD porpfay rise dans un mortier d'agathe un cristal de mésotype (si- -lieÀe double de sonde et d'alumine) , la poudre est alcaline, et eUa usease de l'être quand elle a été lavée avec de l'eau distillée. Tomes 4es tavea sont daps te même cas : en broyant ensonble ua criaml <de sidfais de potasse et du carbonate de chaux , ou du suliate de -pofatse et du carbonate de baryte , ces sels sont en partie décoBH

^ 980* De tous les foits que nous venons de rapporter on ne pou-* :^t riesa ^duire de général , non seulement sur la cause probable ^Hti développ^Mnt de l'électricité par la pression et le frottement, --aiais néflae sur les principales circonstances nécessaires au déve--

116 iLlGTElGITi statique;

loppement de rélectricité : car il Tallait pour cela connattre Vkfluence de la pression , de la vitesse et des autres circonstances, .dans la production de Félectricité par le frottement; il fallait chercher à rapprocher les circonstances qui accompagnent le développement de rélectricité par la pression et le frottement , pour déterminer en quoi diffèrent les effets produits par ces deux causes; eofiuy il fallait vérifier avec soin les expériences de Wollaston. M essayé de résoudre ces questions y et je rapporterai sonimairement les moyens que j'ai employés et les résultats auxquels je sois parvenu.

981. L'appareil que j'ai employé consistait (fig. 565) en un gros cylindre de verre ^^^ qui avait été arrondi et poli au tour; il était traversé par un axe en fer, mobile dans des coussinets fixes CC^ montés sur des supports isolants. Un frottoir D en bois , ayant inférieurement la courbure du cylindre , et que l'on pouvait recoovrir de différentes lames flexibles, était garni de deux appendices EE logés dans les coulisses FF; à sa partie supérieure se trouvaient deux tiges métalliques GG, destinées à recevoir des poids HH. Sur une des faces du cylindre et à une petite distance était placé un peigne métallique Ky fixé à un support isolé /y le peigne communiquait, par un fil recouvert de soie, avec une tige de cuivre aby logée dans un tube de verre, et terminée en b par une boule sur laquelle était vissé un petit cylindre d'acier bien poli , terminé lui - même par une boule c, et autour duquel se trouvaient deux petites hélices en fils de cuivre, l'une fixe et l'autre mobile, auxquelles étaient fixées deux pailles tenmnées par deux boules de moelle :de sureau. Sur le cylindre de verre se trouvait une douille en cuivre , fixée à une plaque de même métal efy portant un cadran divisé ; enfin un écran mn, placé à plusieurs mètres , était percé d'un petit orifice dont le centre correspondait à l'axe delà (ïige ab; c'est par cet orifice qu'on observait la déviation du peauha» mobile. Il était indispensable d'avoir un cylindre de verre parfaitement rond, afin que sa distance au peigne fût toujours la même pendant le mouvement , car sans cela le pendule aurait fait dés oscillations continuelles. La nécessité de toutes les autres dis* positions se comprendra facilement.

Je m'assurai d'abord que les indications de l'instrument étaient toujours les mêmes dans les mêmes circonstances ; j'examinai ensuite successivement l'influence des différentes circonstances qui se pré* sentent dans les frottements , et j'obtins les résultats suivants.

GIEGOKSTAirCES DB LA PRODITGTlOlf. 117

989. Influence du tempe, la vitesse et la pression étant ùon-^ 9tantes. En employant pour frottoirs le papier na ou couvert de cuivre , d'étain , d'argent, d'or y Fétain en feuilles, la soie, le colon^ le tafTetas ciré , etc. , à partir de l'origine du^nouvement , la tensioif va en croissant pendant un certain temps , en général très court i après lequel elle reste constante.

983. Influence de la vitesse. Pour observer l'influence de k vitesse , on tournait la manivelle de manière à lui faire faire une révolution dans huit , quatre , deux ou un battement d'une montre, et chaque vitesse était continuée pendant un certain temps. Il résulte des expériences faites avec tous les corps frottants sur des cylindres de verre, de résine et de taffetas ciré , que la teûsioa électrique est indépendante de la vitesse , excepté pour certains corps, tels que la pinche de soie, le molleton, et en général les corps garnis de longs filaments, qui neutralisent au delà du contact une partie de l'électricité du cylindre d'autant plus grande que là vitesse est plus petite. Mais la permanence de tension, quellequesoit la vitesse , ne subsiste qu'à la condition que le cylindre n'est pas constamment déchargé , quand le frottoir n'est pas très bon conducteur: car lorsqu'on décharge le cylindre par une frange métallique placée du côté opposé au peigne , la tension diminue avec la vitesse , et d'autant ]^us que le frottoir est plus mauvais conducteur. Ce phénomène s'explique facilement en considérant que, le cylindre étant constamment déchargé , l'électricité qui le recouvre pro-^ vient uniquement de la dernière friction, et doit être égale à celle de signe contraire qui s'écoule dans le sol à travers le frottoir. • Quand le fî*ottoir est formé d'un corps bon conducteur , il laisse écouler dans le sol à chaque instant toute l'électricité qui peut se développer; mais quand il est maiivais conducteur il n'en est plus ainsi , et il est facile de voir que la tension du cylindre , dans ce dernier cas, doit être plus petite que dans le premier, et diminuer avec la vitesse. Relativement à la quantité d'électricité développée , quand <m fait varier la vitesse , il est évident que , la tension restant la même quand on décharge continuellement le cylindre par ane frange métallique, la quantité d'électricité produite est proporlionnelle à la vitesse ; mais je me suis assuré de l'exactitude de cette loi d'une autre manière. L'armure intérieure d'une bouteille de.Leyde fut mise en communication avec le peigne, et une boule ttiétallique communiquant avec le ^ol fut placée à une distance* fixe de la boule de l'armure intérieure. Lorsqu'on fait 4ûurfler le*

Ii9 iurcTAiGiri statiqui.

çjrlîBdre avec nue Tîtesse uniforme , la bouteille se décharge tonjours après Je même nombre de tours , quelle que soii la vitesie, ^laod le firottoir est bon conducteur ; mats quand il est mauvais conducteur, les dédiarges ont lieu après des nombres de tours qm ^ugmmuent avec la vitesse. Cette dernière anomalie s'explique facilement d'après ce que nous avons dit relativement à l'infloms de Ig vitesse sur la tension , quand les corps sont mauvais condiolears et qu'on décharge le cylindre.

Cette permanence de tension ne provient pas de ce que, la déviation du pendule mobile étant très grande , die n'éprouve que de filîbles variations relativement aux changements de teuaion du cj* Ijudre : car y en augmentantle poids de la boule qui termine k pendute mobile , on peut rendre la déviation aussi petite qu'on veut, et toujours la déviation est indépendante de la vitesse. Elle ne provient pas d'un maximum de tension que prendrait le condnctear, et qu'il conserverait sensiblement malgré les variations de tensioB ém cylindre y à cause delà perte par l'air : car , en éloignant les p(»ntes du cylindre de verre , on diminue la tension autant qu'oi veuti et toujours la permanence subsiste avec les variations de vitesse. Elle ne provient pas non plus d'un maximum de tensiott qui s'établimit sur le cylindre pour les petites vitesses , et subsiiterajt pour les grandes à cause de la conductibilité dé Pair etdei supports, d'abord parée que la tension est très différente pour les différents corps ^ et ensuite parce que , si on supposai! un iscmssmuent de tension dft à la vitesse ^ la perte par les supports, qû est très fa9)le^ à cause de la grande étendue de verre couvends gomme laque qui se trouve de cfaaqne côté de la zone qui pnae sous le frottoir, devrait toujours laissa subsister un aceroissemeat de tension*

f A8fL Infbiên»e de la prenion. Dans les expériences relati^esà la pression, on a donné an cylindre mobile un mouvemeni de rotation uniforme long4emps prolongé , et on a fait varier progroosti» ment la oharge du frottoir de lk.,3 à 10 k., 2 , en laissant enttt les diarges l'intervaHe nécessaire pour que le penddk^ devieiai bien stadomaire» Je m'étais assuré d'avance qu'on obtenait iH mêmes résultats' en arrêtant le mouvement à chaque nonfdfc duu*ge ; mais, la pr^uiière méthode exigeant beaucoup' môms es temps , je l'ai préféréfl. Les (hntofrs employés avaient M el4tk centimètres ^carrés. J'^i opéfé av^ des cylindite moitiés # tnmv «trains nw pd ^nvrinpipéfi d^ taffetas ciré €iis4e natm , #

Gl&GOKSTAIIQSS. DK hH WOAIZCnOir. ti9

ftvec des frottoirs garnis de papier couvert de diffiSreats m4laiis, avec des feuilles d*ëuiia ^ de plomb» aveadiivierses étoiles de soie, de cotoQ et de. lia.» et avec diBéreots ctiirB. Il résalte.de toutes ce» expériences :

i* Que I pour tous les corps que ja viens de oittf , la déviation, quoique très diCEérenie pour chaque, corps , reste sensiblemeilt per* manentepour chacun d'eux, qudle que soit la pressioni qu^ le 47-* lindre soit ou uon constamment déchargé pas une frange métaU lique. Seulement, pour quelques uns, la permanence ne eomnience à s'établir qu'à partir des charges 2k.,S ou &Lyl. Ainsi , pour bi même vitesse , ta quantité d'électridité développée est indépen'^ dante de la pression. Par les mêmes raisons que nous ^wns-espO'*' sées en parlant de Finfluence de la vitesse , Ix permanenoa^ de Ml* sion ne provieut ni de la grande déviation des pendules^^t ni d!un maximum de liensiQU. qui s'établirait dans le conduciear o» sur |i cylindre. 1: .

2* Que tous ees corps présentenjt quelquefois dsa variadmia et déviations correspoo^tes aux variations de pressicm. Cl» %am^ lions sont en général très petites y maisu cdies eorrespea^ent qMsk' quefois , pow ^n accroisseuMU de pnession de 6 K. i M-k^ii une variation d'électricité de 1/10. Ces anomaliefr, quand ellea wis*' t^\f sont leqîmrs de signes contraires pour J» corps hem eonr*ducteurs et les corps mauvais conducteurs 1 pour les premicn^ frottant sur le Terre 1 il y a décroissement.

D'après ces résultats , j'ai dû r^^arder comme probabla qw te pression ^ du moins à partir d'une certaine limite , était sans* taloen^ ce sur l'âecuricité développée , et que les petites anomalies, cpifof rencontre quelquefois provenaient de quelques cireonsiuieia pa»^' ticuliëres produites par l'accroissement de pression. Mais , pour acquérir une certitude complète ^>il fallait Caire varier b pression dans de plus grandes limites ^ et découvrir la cauae. de^ anamaliim

Qn ne pouvait pas , sans compromettre la aoiiditéde fappa^ ^eil, augmenter de l)eaucoup les chaiigea ; mais on pouvait produire un accroissement de pression ^ en diminuant retendue de bi surplace iafimare du froltobr : c'est ce que j'ai bit^ et >'ai r^comui qu'un accroissement de pression de 1 à 80 étaitencove saufiinfijoence. . . QusM «ux anomalie& dont il«a été question «je soupçonnais tp'eUea pouvaîeitf être le résultat de la chaleur dégagée. Pour yA^ filer cette eonlecture « j'ai pris une tige de verre quçi j'ai frottée 4Mm 4i£férenti coips^ d'aberd aans dé veloppe^

120 iLECTEIGITÉ 8TATIQ17B.

ensuite de manière à rendre le tube brûlant , et j'ai déterminé dans quel sens variait l'électricité développée sur le verre , en approdiant la tige d'un électromètre à lames d'or, chargé d'électricité de signe contraire, jusqu'à ce que les lames fussent revenues au parallélisme. La distance à laquelle la tige de verre devait être amesëe pour produire cetelTet permettait d'apprécier facilement s'il y xmt eu augmentation ou diminution. J'ai trouvé ainsi que , par Faccroissemeut simultané de la vitesse , de la pression et de la dmleur, le verre manifestait un accroissement d'électricité avec tons les corps naïauvais conducteursy et un décroissement avec les corps bons conducteurs, qui, pour quelques uns, allait jusqu'au changement de signe. Le changement de signe s'obtient très facilement quand on frotte sur le verre du plomb laminé. . Ainsi , ces variations sont dans le même sens que les anomalies qui nous occupent ; or on ne peut pas admettre que les variatioDi de l'état électrique de la tige de verre proviennent des accroissements de vitesse et de pression, car on ne pourrait pas expliquer conmient les corps bons et mauvais conducteurs agissent en sens contraire j d!aiUeurs , des expériences nombreuses démontrent qœ la vitesse et la pression sont sans influence : ainsi , on ne peut attribuer ces variations et les anomalies en question qu'à la chalear développée par le frottement. Il est d'ailleurs facile de se rendre compte de sa manière d'agir. En effet, la chaleur dégagée par le frottement ne doit pas se répartir également entre les deuxco/ps; celui qui est le meilleur conducteur doit nécessairement preBdie une température inférieure à celle de Tautre. Ainsi , le verre àoU prendre une tendance négative avec les corps bons conducteurs et une tendance positive avec ceux qui sont plus mauvais conducteurs que lui.

Le frottement dégageant toujours de la chaleur, et en quantité éroissante avec la vitesse et la pression , il semble que l'influeiioe de la chaleur devrait toujours se manifester par les variations de vitesse et de pression. Mais il faut remarquer l*» que dans l'appareil dont je me suis servi, et pour les limites de vitesse et de presr sien qui ont é^ employées, l'accroissement de température du verre, à quelques exceptions près , n'a jamais été que d'un prà nombre de degrés , ce dont je me suis assuré par des expériences directes ; 2* que ce n'est pas la température commune des deos corps qui agît pour faire varier la tension électrique sur Tun d'eus, mais seulement la différence de leur température. Ainsi cette ift-

CI&GOH8TAJrCB8 Bl hA, »&OBVCTIOir. ISi

fluence a dû être , en général , très petite ; mais il m'a été impossible de découvrir les circonstances physiques qui , dans certains cas 9 Font rendue sensible*

Certains corps mauvais conducteurSyprincipaleinentlesétoffesplii»' cheuses de coton, de laine et de soie, présentent encore une anomalie' l, Ëicîle à expliquer : lorsqu'on dédiarge constamment le cylindre , la i déviation augmente avec la pression , et d'une quantité assez noia« I ble. Cet effet provient très probablement de ce que la pression aug-. , mente le nombre des points de contact , et rapproche les fibres de j ces substances , circonstances qui , en augmentant la faculté con^ j ductrice , permettent un plus grand développement d'électricité. I Jusqu'id je n'ai parlé que de la pression totale exercée sur la surface en contact avec le cylindre $ mais jamais le contaei réel n'existe que sur une pantie de l'étendue du contact apparent ^ et ce sont les points qui se touchait qui supportent la pression $ qui firottent , et qui produisent l'électricité. Or y le nombre et l'étendue de ces points doit nécessairement augmenter avec la pression y et il est facile de voir que y si la somme de leurs surfoces augmaitait proportionnellement à sa charge y la pression éprouvée par une même étendue en contact réel resterait constante y quelle que fût la charge des frottoirs $ et, par conséquent, la loi que nous avons déduitede l'expérience n'aurait rien der^L Afoisil n'en est paui ainsi. D'abord, on ne comprend pas la possibilité de l'existence | pour tous les corps , de la loi que je viens de supposer. En outre ,t dans tontes mes expériences , les fh)ttoirs étaient disposés de manière que l'étaMlne du contact apparent n'augmentait pas sensible^ ment avec la charge : ainsi l'accroissement des points de contact Be pouvait provenir que de l'affaissement des aspérités. Or il est facile de reconnaître , à Taide d'iu prisme (1) , que y pour tous lés corps , et entre les limites de pression des expériences , le nombre

(i) Lonque, Toeil étant placé ea O {fig, 565 i), on regarde à travers on prifiae ABC^ en rapprodbAnt rœfl de la base AB du prisme, il existe nne position an delà de laqneOe leirayons de lumière entrés par AB ne peuvent pas sortir par AC : alors Vaàk ne reçoit que les rayons qui pénètrent dans le prisme par la face J9^', et qni* vptèê s*étre véflédiis wuAB^ sortent par AC. L*angle OMNt où oommence la réflexion totale mrABf dépend du coips qui touche la surface AB; il est plus grand quand le corps est solide que quand c*est Tair ; alors , quand on place un corps sur AB , tes points de con&ct se voient comme des taches dans un miroir : par conséquent, si on exerce sur le corps des pressons croissantes, il sera fodle de suivre raocnrinement du

■oflilke et ds FéiMâas to polM de contact.

d réiiildiie des points de contact aagmentent biee arec la prèsfluûs, en général y d'une quantité très petite. Ainsi , TaugmeiH du nomljMre des points de contact par FaocrDissenieDt de b dkaf^e rend seulement moins rapide raocroisaeflie&t de presson àt dhacnp d'eux ; mais cet accroissement ne sabsisie pas moins.

Il but encore remarquer que les points qui sont en oontaa réd iqiportent non seulement la charge des frottoirs, mats eaconb ppiiiion de l'air ; et il faut examiner si les poids additionnels k amt pas toujours très petits par rapport à la pression de l'air : car^ sQl ea était ainsi , en admettant même que la preaaîoii eût use ialuence dans la production de Télectricité , les variations dues aux liuu-ges seraient insensibles. Lorsqu'on emploie de très granà 4foltoirs j on peut croire qu'il en est ainsi ; mais, pour des frottoirs k très petite surface , en admettant que le contact réel soit établi spr toute la surface du contact apparent , ce qui est le cas le plus défavorable , il est facile de reconnaître que la pression de Tair est y au contraire , très petite par rapport à celle qui résulte de b charge.

Ainsi cette loi , déduite de l'expérience , que la pression est sans influence sur le développement de l'électricité , subsiste encore quand on considère la pression supportée par les points en contact réel , et qu'on tient compte de l'intervention de la j^essioa de l'air.

985. /n/Iti^n^c/é /a /ar^Mircfti/fVl/ofV. Dans les expériences f ni ont eu pour objet l'influence et la largeur des surfaces en conuct , l'ai employé des frottoirs dont les surfaces inférieures avaient même longueur , et dont les largeurs étaient à peu près dans le rapport de i à & ; tous les corps , avec ces deux frottoirs , ont donné sensiblement la même déviation.

Pour vérifier les résultais de ces expériences , je me suis, servi d'un même frottoir, en laissant dépasser la feuille de manière à Tappli' quer sur le verre au delà du frottoir sur une étendue plus ou moins considérable , et en relevant l'extrémité de la lame contre le frot- ^frCAff* 565i5). Lorsque le système des pointes communiquant avec le conducteur était placé au dessous du cylindre y le contact pouvait éU*eiM*olongéàune grande distance, sans que la déviation Mt cbmH ^e ; et pour cela if n- était pas nécessaire que le contact fàt continu : on pouvait relever la lame par un pli, et mettre un intervalle de pluciieurs centimètres entre le frottoir et la partie du prolongement de la lame en contact avec le verre^ san&quQ la déviation fàt dbiangéa

I (/{^. 565 Q. (^te espérience est imporUAte, (»r dIedé|iKM»tre ^^ f qoe toutes celles que nous avons rapportées que la pression e^ i rétendue des surfaces en contact sont sans inOuence, En efCçt t j'ai I d^(»tré que la charge électrique du cylindre au delà de la lame i Drovient entièrement du damier contact i or, cettç surface en con- I tact peut être très petite et la seule force directe qui la presse proi yienx de rëla^tidté de la feuille.

i Mais quand la feuille qui passe sous le frottoir n'est pas repliée

; sur eUenôîiénie y qu'elle est entièrement libre ^ et que son extrémité

touche le verre, la déviation décroît avec l'étendue du contact | ^l--

oepté pour le taffetas ciré. Ces phénomènes s'expliquent facile-

iiieot.

986. Infkmneê de la eùêsrbure. Lorsque la lame qui passe souS: le frottoir est fermée d'une substaoçe qui conduit biea l'^ectricfitéy la courbure de la lame au delà du contact a une i^ifliience sensible sm i^teusioB électrique du cjlindre. Lorsque les pointes du cou-, ducteur 9ont placées sous )e qrlindre , j^^ reconnu que, pour le papier cuivré et des rayons d^ courbures de 27, !&, 7 et 9,5 miUl-^ mètres, les déviations étaient de 22, 30, 18 et 17.

Il n'est pas'douteux que cette influence de la courbure de la lame au delàrdua>plact provient de ce que cette partie courbe s'électrise. par rînfliieii^ du cyliudre , et;cpie sa ^teusioi^ augmente la quantité d'électridlé neutre qui se reiforme sur la ligne de séparation des, deux surfaces. On voit alors pourquoi Tinfluence dont il s'agit ne 60 reproduit point avec les corps mauvais conducteurs , et pourqtioî , quand elle existe , elle augmente à mesure que le rayon de courbure dimittue.

987. Influence de l'dpaUieur. Les expériences relatives à l'iu' fluence de l'épaisseur ont été faites sur l'étain , le ploni^, le satin, la peau, le taffetas ciré, le papier. Pour l'étain , l'épaisseur a varié de i à AO , pour les autres corps , de 1 à 9 ; pour le premier corps seulement la plus petite épaisseur était extrèmemei^t faible. Il résulte de toutes mes expériences que répaisseur du coq^ est sans, iofluence; mais quand on décharge constamnieat le (ylhwtoft.Brf qu'on emploie des^ corps mauvais conducteurs, la déviation décroît à masure que la vitesse augu^nte , et d'autant plus que l'^aisseur du corps est plus|[raude : la raison en est évidente d'après ce que nous avons dit précé>demment.

•98» /n/Ii^^e^ de lanafèMredu frottement. Oa distingue deux

ISfc ijLBGT&IGITÉ STATIQUE.

Jusqu'ici nous n'avons parlé que du premier ; il était important d'examiner les effets produits par le dernier.

Danâ les expériences faites à ce sujet je me suis servi d'un cylindre de cuivre creux, garni à sa surface de plusieurs cuirs destinés à lui pénnettre de s'appliquer sur le cylindre de la machine dans une certaine étendue. Dans la direction de son axe se trouvaient deux tiges qui s'engageaient entre les guides des frottoirs , et qui étaient destinées à recevoir des poids qu'on fixait avec des écrous. En rendant le cylindre immobile j on produisait le frottement de glissement; en le laissant libre , on obtenait le frottement de roih lement.

Ces expériences ont présenté une difficulté. Le cylindre roulant| à cause des inégalités de sa surface , qu'il est presque impossible d'éviter , tend à se séparer du cylindre de verre , et d'autant plus que la vitesse est plus grande* J'essayai d'employer des ressorts; mais là rotation s'arrêtait par intermittence : alors je me suis 'servi des mains pour maintenir le cylindre appliqué sur le verre. C'est ainsi qu'ont été faites toutes les expériences dont je vais rapporter seulement les résultats.

Dans le frottement de roulement y les variations de vitesse produisent les mêmes effets qu'avec le frottement ordinaire : la déviation reste constante pour tous les corps à surface lisse, et augmente avec la vitesse pour les corps à surface plucheuse. De très grandes variations de pression , au delà de celle qui est nécessaire pour étabUr le contact, ne produisent également aucune variation sensible dans la déviation : ainsi , dans le frottement de roulement comme dans le frottement de glissement, la vitesse et la pression sont sansiur fluence sur la tension de l'électricité développée.

Relativement à la comparaison des effets produits sur les méme^ (^orps par les deux espèces de frottement, voici les résultats que j'ai obtenus.

Les métaux en lames minces , le papier et les peaux lisses produisent exactement la même quantité d'électricité par les deux espèces de frottement.

Le satin , du côté non glacé , donne les mêmes résultats que les corps précédents ; mais , du côté de la face satinée , le roulement produit plus que la friction. J'ai fait voir dans mon mémoire que cet effet tenait à la faible conductibilité de la face lisse du satin.

Le moUeton produit sur le verre par le roulement une plus grande déviation que par la fri<^On. Get^ différence provient très pr^

a&G09STAKGIS M I.A P&OBVGTIOK. liS

.bablement de Faction des filaments qni se trouvent an delà du con^ftact, action qui est beaucoup plus grande dans le frottement de glissement que dans le frottement de roulement.

Relativement an taffetas ciré y il y a deux cas à considéreri celui

oà le taffetas est très sec et n'adhère pas aux corps*, et celui où il

est glutineux. Dans le premier cas , il produit le même effet que la

«peau et les métaux en lame mince , la déviation est la même par les

.deux frottements; dans le second cas, avec le verre poli, Télec-

tricité du cylindre change de signe avec le changement de frotta

^menty ce qui devait être : car l'électricitë produite par le frotte^-

ment de roulement rentre évidemment dans le cas de l'électricité

'développée par la pression , seulement il y a continuité ; avec le

.verre dépoli et la résine, il y a seulement diminution de déviation.

Mais I comme Fadhésion ne se manifeste que par le roulement, il

est très probable que ce n'est pas le mode de firottement qui produit

la diminution de tension et le changement de signe,. mais seules

jnent la différence de l'action moléculaire qui se produit dans les

deux cas, et que l'adhésion agit toujours en donnant une tendance

positive au corps glutineux.

089. Il résulte de tout ce que nous venons de dire que, dans le développement de l'électridté par le frottement de glissement ou de roulem^t, la pression et la vitesse sont sans influence sur la tension ; que la quantité d'électricité est proporticmnelle à la vitesse , quelle que soit la pression ; et que toutes^les anomalies qui peijt- Tent se présenter s'expliquent facilement , ou par les aspérités des surfaces, ou par l'imparfaite conductibilité des frottoirs, ou par les variaticms de forme que la pression fait éprouver aux corps , ou «afin par la dialeur développée , ou par l'adhérence.

990. Remarquons maintenant que le frottement de roulement ii*est antre chose qu'une pression et une séparation continues des surCaees mises en contact : ainsi on aurait dû obtenir par ce moyen les mêmes résultats que M. Becquerel a obtenus par la pression. NContaentse iait-il qu'ils soient si différents en apparence? L'explication est focile. M. Becquerel n'a opéré qne sur des corps très ^élastiques et très compressibles, tels que du liège ^ de la moelle de ^sureau , et il n'a pas opéré sous de très grandes pressions : alors .ks accroissanents de pression ont toujours été accompagnés d'un ^accroisseàient dans^le nombre et l'étendue des points de contact; c^est à cette drconstanoe qu'est dû l'accroissement d'électricité qu'il a obs^vé. Dans mes expériences, au contraire , j'ai opéré sur des

corps pea cotiip^essildes , tek qàe dti pajpier'Uttdli couvert de déférents métaux , et je n'ai reconnu U permanence de tMBion qu'au delà d'une certaine limite de charge , celle à laquelle P'âccrii^ftsMâiit <Iu nombre des points de contact restait sensiblement Constant Cette explication n'est point une hypothèse : je me suis assuré paar des expériences directes qu'il en est réellement ainsi.

En pressant du liège y de la îonoelle de sureau et du ipa{^ar contiie lin prisme de verre ( note , page lU)y j'ai reconnu que , pour les premiers corps y le nombre des points de contact aug^monlalt mj^ dément avec la pression jusqu'à une limite .très éloignée ^ «tq^e, pour le dernier corps y dans les limites de pression où la Uam» reste constante , l'accroissement du nombre des points de conutf était insensible. Ainsi je suis convaincu que l'aocroissemefit d'éleetricité que M. Becquerel a obtenu par l'accroissement de presftin provient uniquement de l'accroissement du nombre des ^pobrti de contact, et que, si cet habile physicien avait opéré soua de plus grandes pressions, l'accroissement d'électricité qn'il a ^ serve aurait fini par disparaître. Au surplus , conune il est i»possible de ne pas admettre que , dans les corps sur lea^Heb M. Becquerel a opéré , le nombre des points de contact a augmenté -avec là pression, il est évident que la pression réelle «apportée par ces points diminuait avec leur nombre, et que , pour étaMfr une loi quelconque entre la pression et l'électridté développée , 3 aurait fallu réduire les pressions à la môme étendue de lurËu» réellement en contact.

99t. Influence de la nature du gaz environnant Avaaf de répéter l'expérience de WoUaston , j'ai dû commencer par m'assurer si, dans les mêmes circonstances^ l'électidcité sedissipmt4elattAme manière dans l'air et dans l'acide carbonique : car, sHi n'w était pas ainsi , il est évident que les expériences sur la tenticm^et h quantité d'électricité développée dans les mêmes drooDstaaoes, dans l'air et dans l'acide carbonique, ne pourraieùt conduire àrica de positif. Pour cela , j'ai fait construire deux balances de Ooolottb aussi égales que possible. J'ai pris les fils de snapaosioD dans un seul fil, que j'ai coupé en deux parties ^^. Les corps de suspension et tes leviers mobiles avaient aussi les mêmes poids et les mêmes dimrasions, ainsi que les boules intérieures et extérieures du conducteur. Pour vérifier leur identilé, je chargeai les l)oules extérieures en les mettant en* contact 4ivec deux boules égales isolées avec de la gOBMaae laque,, dont m»

«eole arait éië électrisëe , et qni avarient été mitet eo oontaei '«ntre elles : les déviations ont été trouvées égales an premier inaitant et à des époques quelconques. Alors j'ai £siit passer un cm* -mut d'air sec dans un des vs»es, et un courant diacide cart>ontqife j^galenent dessédié dans Tautre, j'ai chargé les boules extérieu* ires de la néme quantité d*électricité ^ et fai reconnu que les déviations étaient à chaque instant sensiblement les mêmes > et que , par conséquent y la déperdition de l'électricité libre était sensible- '^ent la même dans l'air et dans Fadde carbonique. Cette vé* irjfication faite , j'ai logé une petite machine électrique sous uue "idodhe y le système des pointes communiquant avec un élecu*osiè- "Ire très sensible à déviation constante (9/i3)y et j'ai rea^>li successitirement la ckndbe d'air et d'acide carbonique desséchés à travers im -mbe pMn (foehlorure de calcium^ J'ai obtenu exactement la même ^déviation, querle verre fàt ou non déchargé par une flrangeinétal- •fique avant de passer sous le fronoir , le frottoir étant reoouvéft tâ*nne feuille de papier cuivré. Ainsi^ le foit annon^ pif WollasKm «Bt inexicti 3 est i»t>bableque , dans son ei^àliBiice ^ ce célë^re ^^di^sicien n*Mra pas pris les précautions eonv^iables pour dessë« lâier complétemeÉt l'acide carbonique^

OM.Néus pouvons maintenant^ 4 l'aide de ce qui précède, résudtoer en pcviisniiDts lescircomstaiiees qui produisent le dégagement ^de réleetil(ti«<far te frotcement, et celles qui modiient oe dégage-

i « Tons les corps sont électriques ^r te frottement. )• Dans le dégagemeÉt de l'électricité par te frottement ou la pression , il ifyja que délix conditions importantes à remplir; eduiict et s^aratién : c^ la vitesse, la pression et te mode de frotte- ÉMit étant sam influence , la nature, la direction etl'iDiensitéde Fâ>raitt»aient des molécules sont sans influence.

-"ly^près txist j où'doit regarder comiaie très ))robabIe que l'étec- ■Meilé^se' développe par te feit seul du contact , et qw la sépara- ■Mwdeiileux eèl^ ne feît que mettre les âectrrcités en liberté.

y$ \ . Ehciricit^ atmosphérique,

^008. B existeitne grande analogie entre les eflets produits par la Ipadreet ceiKqUi {MPoViennent des décharges d^ grandes batte- Mus éleetriq^ :)|fts dédiai^ éleotriqui^yComaie la iMidre

128 iLBCnUGÎTÉ STATIQini.

accompagnées d'une vive lumière qui apparaît sous la même formej rélectricité produit, conune la foudre , la fusion des métaux , Finflammation des matières combustibles, et la mort des animaux. Les pointes des corps conducteurs voisins des nuages orageux deviennent lumineuses pendant la nuit, conune les pointes métalliques TOisines du conducteur d'une machine électrique : c'est ce phénomène qu'on désignait autrefois sous les noms de feux SmfO' Elme, ou de Castor et Pollux.

M^ ce ne fut qu'en 1752 que Franklin constata l'identité d&h foudre et de l'électricité par des expériences que nous allons rapporter, n lança contre un nuage orageux un cerf-volant armé d'une pointe et retenu par une ficelle : d'abord le fil ne donna aucun indice d'électricité, parce qu'il n'était pas assez bon conducteur; mail, une légère pluie étant survenue , il devint bon conducteur, et Franklin parvint à en tirer des étincelles. Il plaça ensuite sur sa maison une barre de fer isolée , terminée supérieurement par une pointe , et à sa partie inférieure par un carillon électrique ( 918 ) : le bruit du carillon annonça plusieurs fois que la barre était chaînée d'électricité. Pendant que cet homme célèbre se livrait, à Philadelphie , à ces recherches importantes , il avait communiqné ses idéei aux physiciens d'Europe , en les engageant à faire des essais.

Dalibard, physicien français, fit construire à Marly-la*Ville, près de Paris , une cabane sur laquelle il plaça une barre de fer terminée supérieurement par une pointe et isolée inférieurement : après le passage d'un nuage orageux , la barre donnait des étincelles à rapproche d'un corps conducteur. Canton , pour obvier au défaut d'isolement de la barre occasionné par la pluie, qui mouilladt le support isolant, le couvrit d'un chapeau : alors le conducteur conserva l'électricité qu'il avait acquise , et il reconnut que les nuages étaient chargés tantôt d'électricité vitrée , tantôt d'électridté résineuse , et que la pluie et la neige électrisaient aussi la barre.

M. de Romas , en 1759, fit l'expérience du cerf-volant : il entre* laça la corde d'un fil de fer , il attacha à son extrémité un cordon de soie qui l'isolait parfaitement ; et , pour se mettre à l'abri d'une décharge trop violente , il tirait les étincelles au moyen d'un excitateur supporté par des manches de verre de deux pieds de long , dont une des extrémités communiquait avec le sol. L'appareil ayant été dirigé vers un nuage orageux, M. de Romas parvint à tirer des étincelles qui avaient plus de dix pieds de long , et qui faisaient un bruit analogue à des coups de pistolet. On voit d'après

iLEGTEIGITÉ ATHOSPHÉEigUB. i39

SI combien la grande conductibilité de la corde rendait importes les précautions que nous venons de détailler, et quel dan^ * M. de Bornas aurait couru s'il avait reçu de semblables corn- «ions.

90Â. Il résulte de ce qui précède que les nuages orageux sont btrisés y et qu'ils le sont quelquefois fortement. Il est facile , d'a- ^ cela , de concevoir la cause des éclairs et de la foudre. Lors* e deux nuages sont tous deux chargés d'électricité contraire, que seulement l'un deux est éleclrisé , l'autre le devient par hiêiice ; et s'ils se trouvent à une distance assez petite pour que électricités puissent les abandonner, l'explosion qui en résulte accompagnée d'une vive lumière, qui est l'éclair, et le bruit qui seompagne produit le tonnerre. La foudre n*esl autre chose que Éfisharge d'un nuage orageux sur la surface de la terre. I^dair est toujours plié en zigzag , comme les étincelles élecilës aue l'on obtient avec les machines : ce

que l'on obtient avec les machines : cette forme des étinlii et de Féclair provient probablement de ce que le flux éleoîné comprime l'air en avant , et que , la compression ayant ac- 8f âne certaine limite, le flux se porte latéralement où il éprouve iB6 de résistance ; les grands crochets peuvent aussi résulter ee que la décharge a lieu successivement sur des points plus i&adeurs, qui peuvent être disposés d'une manière quelconque ^ r «semile sur de petits nuages. Le bruit du tonnerre ne peut rprôTèoir, comme on l'avait supposé , de la réflexion du son congés nuages, car en mer le bruit du canon n'est jamais répété, its que soient le nombre et la disposition des nuages. Le bruit timiierre provient de la série des bruits qui se manifestent dans principaux centres d'ébranlement; les coups sont successifs et ilogues à un roulement de tambour lorsque l'observateur est es distances différentes des centres d'explosion , et les interval- 'sont mesurés par le temps que le son met à parcourir les Krences des distances ; mais on n'entend qi^^un seul coup Bque l'observateur est sensiblement à la même dislance des points les chocs sont produits. Les effets produits par la foudre it on des mouvements de transport, ou deseffets de chaleur, ou ï actions chimiques , analogues aux effets que nous produisons îc nos puissantes batteries électriques, mais qui sont bien aument énergiques.

98S. La foudre tombe en général de préférence sur les corps les is élevés , tels que les clochers, les arbres; mais on conçoit que H- . 9

130 lÉLECTRIGITi STATIQUE.

la faculté conductrice doit exercer aussi une gratide faiftiienc& Dans lesplaines, la foudre tombe de préférence sur les arbreSi et sorttout sur ceux qui sont très élevés, parce que le Ixris on végâCatioB est bon conducteur : ainsi les arbres sont des abris dangereux p&t dant l'orage.

Les clochers sont aussi des abris dangereux dans les ta(kipt.d'é* rage quand ils ne sont point garnis de paratonnerres^ surtoiti cause du préjugé si généralement répandu de sonner les doclni: cac un grand nombre d'expériences concourent à prouver qpek foudre tombe plus fréquemment sur les dodiers où ron sonne çftt sur ceux où Ton ne sonne pas. En 1718, M. Deslande JBt safoiri l'Académie que, dans la nuit du lA au 15 avril, la foudre ^nk tombée en Bretagne sur vingt-quatre églises, que ces églises étairt précisément celles où l'on sonnait , et que la fondre avait épaifii celles où l'on ne sonnait pas.

99G. Lorsqu'il se trouve au dessous du sol et à une petite #stance, de grandes masses d'eau ou de grandes masses métalliqaes, elles s'électrisent fortement par influence , et peuvent déterminer 11 chute de la foudre sur des lieux très bas. Il est très prdiable que c'est à ces dernières circonstances qu'est due la formation des ti^ bes vitriGés, désignés sous le nom de tubes ftdmmaireê^ qui ont élé trouvés dans les plaines de la Silésie , de la Prusse , du Cnmberland et au Brésil. Ces tubes , qui n'ont que quelques miUimèlresde diamètre intérieur , ont souvent 2 pouces de diamètre extérieiMV ^ quelques uns 20 à 30 pieds de longueur. Ces tubes sontanfenoés dans le sable dans des directions diversement inclinées ; lenr sur* face intérieure est complètement vitrifiée , et leur surface extërienre formée de grains de sable seulement agglutinés; il est très probable que ces tubes ont été formés par le passage de la fondre à tra^ vers le sable où ils ont été trouvés. C'est d'ailleurs ce que MM. Savart et Hachette ont mis hors de doute : en faisant passer une forte décharge électrique à travers du verre en poudre , ils ont obtow \ de petits tubes formés de poudre de verre agglomérée.

097. Quand la foudre pénètre dans le corps des animaux ^ elle détermine des lésions dans les organes et principalement Ams k système vasculaire ; c'est à cause de ces lésions que la putrélBictioa se manifeste très promptement. On attribue aux orages l'aœsoenoe du lait et une plus prompte corruption des chairs ; mais la tsmçé^ ture élevée de l'air dans les orages pourrait bien être la cause unique de ces phénomènes. La foudre rend magnétiques les barres de

iLBGTRICITi ATHOSPHiaiQUB* IM

fer sur lesqoelles elle passe et change souvent les pôles des aiguilles aimantées ; ce sont des faits qu*dti produit aussi directement par ésê décharges électriques.

: 998. Fusinieri a reconnu des traces de soufre aux extrémités des racines d'un peuplier par lesquelles la foudre était sortie; M. Bous- «ingault a reconnu de l'oxyde de fer sur des arbres foudroyés , eC wme matière charbonneuse sur des roches cyaniliques ; s'il était dér yioutré que la foudre n'avait point traversé avant d'autres corps 4*où ces dépôts auraient pu être entraînés , il faudrait admettre que ces substances étaient dans la foudre , et il serait bien difficile &em ipomprendre l'origine.

999. La foudre, en traversant l'air, y produit de l'acide niUriquQ far la combustion de Tazote : c'est probablement là l'origine des ûirières naturelles^ aussi M. Boussingault m observé aux envi* roos de Rio Bamba que le nitre se forme de préférence dans les fieux où les orages sont fréquents.

1900. Choe en retour. La foudre produit encore un phénol

iBène particulier connu sous le nom de tthoo en retour, et qui con^

listo en ce que des hommes et des animaux éprouvent de violentes

eofflUBOlions y et quelquefois meurent subitanent, à l'instant où la

fosdre éclate à un autre point qui peut être très éloigné. Ce phé-

acMBièBe s'explique d'une manière très simple. En effet, soit JBC

(fy. MS)in nuage chargé d'électricité que je suppose positive : les

poiofsde la surface du sol qui correspondent aux points ^^ et C se^

ixmf ëlectrisés par influence ; si l'explosion a lieu au point Al , te

pariie da sol correspondante au point C rentrera brusquement i

j'état naturel par le retour de l'électricité positive qui avait é|é

refoulé^ dans le sol et y était retenue par l'action de l'électricil^

du nuage , et ce retour subit devra nécessairement produire de vio**

hâtes eommotions dans les êtres organisés qui se trouveront au

point G. On peut mettre en évidenoe l'effet du choc en retour par

TexpérieBce suivante. On place à une certaine distance d'une ma-

cUnéélectrique un conducteur garni d'un électromètre i ce dernier

V^leetrise par influence, ce qu'on reconnaît à la déviation du pen*

4u)e f et la recomposition des fluides qui a lieu toutes les fois qu'on

décharge la machine produit dans le pendule un mouvement très

iBnsible; en remplaçant l'éleclroscope par une grenouille écorchéOi

^e éprouve de vives agitations quand ea tire une étincelle de la

machine. Le dioc en retour ne produit jamais les effets de transport

182 ÉLEGT&IGITÉ STATIOtlB.

et de chalenr qui accompagnent toujours la chute delà foudre sur les corps qu'elle frappe directement.

tOOt. De la grêle» Parmi les phénomènes qui accompagnécit les orages , il en est un dont nous n'avons point encore pailé , et qui produit souvent de terribles eflets, c'est la grêle. La grêle se former dans nos climats, au printemps et en été, aux heures les plus chaudes de la journée ; elle tombe rarement pendant la nuit. La grâè précède les pluies d*orage , les accompagne quelquefois , maiiTles suit rarement ; les nuages qui' versent la grêle sont en générai pea élevés, d'un gris cendré qui leur est propre; leurs bords sont échancrés. Les grêlons sont formés d'un noyau de neige enviréatké de plusieurs couches concentriques de glace.

On avait supposé que la grêle devait son origine à de l'ean à ploiff dont les goutteâ s'étaient congelées à une grande hauteur /et jqpUj dans leur chute, rencontraient de nouvelles gouttes liquides dont les molécules congelées s'arrangeaient autour d'elles par des couches concentriques, et augmentaient leur volume; mais, comme la grêle ne se forme souvent qu'à une petite hauteur , on ne peut pas admettre que , dans le petit espace qu'elle parcourt , les grains' puissent acquérir un poids qui va souvent jusqu'à plus de 50 jgramoKS. M. Mattenci affirme en avoir vu du poids de 1 livre et demie,' 750 grammes. Yolta a expliqué l'accroissement de volume des grêlons de la manière suivante. Il suppose deux nuages chargés cFëlèctri' cités contraires, voisins l'un de l'autre, et dont le plus élève contient de petits grains de grêle provenant de la congélation subite de la vapeur qu'il renfermait : la grêle tendra à tomber en vertu de son poids , et sera repoussée par le nuage inférieur iBiassitôt qu'elle en aura partagé l'électricité ; le nuage supérieur Fatlireraec la repoussera de la même manière , et, dans ce trajet réitéré id'uo nuage à l'antre, les grains de grêle, rencontrant de la vapenr aqueuse, la condensent à leur surface, et augmentent de volnme par couches concentriques, jusqu'à ce que l'action de la pesanteor les 'fôsse tomber. TJn fait qui vient à l'appui de cette explicaUon consiste en ce que la chute de la grêle est ordinairement précédée par un bruit semblable à celui que produirait le choc dé corps dors ^agités par des mouvements rapides. Mais on ne conçoit pas pour* quoi l'attraction , qui est assez puissante pour faire monvoir lés grêlons, ne rapprocherait pas les nuages, et cette explication n'est point admise. On peut dire que tout ce qu'on sait maintenant y

. iLEGTMGITÉ ATHOSPHÉaiQUB. 138

i c'est qu*il est très probable que la formation de la grêle est due à

des phénomènes électriques* i ,. 1002. Des trombes. Une trombe est un nuage en colonne à peu ; près verticale , assee ordinairemeut évasé par le haut , où il se ^ .confond avec d'autres nuages auxquels il paraît suspendu , et corn- , munément terminé par le bas en pointe plus ou moins rapprochée |j .de la terre. Ce nuage lance tout autour de lui à des distances con- I jûdérables une pluie abondante, souvent mêlée de grêle ; Tairqui ^ Tenvironne est dans une grande agitation. Il déracine les arbres , g jren verse les édifices, et entraîne tout ce qui ne présente pas une très g grande résistance ; enfin , lorsqu'une trombe passe au dessus de f eau , le liquide est soulevé dans la trombe comme s'il était aspiré. I £*e8t probablement à ce dernier phénomène que sont dues les pluies I jde crapauds., qui ont été trop souvent observées pour qu'il soit I jsiermis- de nier leur existence. Lorsqu'une trombe plonge dans la , jsier par sa partie inférieure, et qu'elle est traversée par un boulet 4le canon, ordinairement elle se divise : la partie inférieure dispa<« . ratt, et la partie supérieure reste suspendue aux nuages. Les phénomènes qui se produisent dans les trombes , ainsi que les circonstapces qui les produisent, sont complètement inconnus.

Dans nos climats , les orages ont principalement lieu en été ; en- .tre les tropiques, la'saison des orages commence précisément à l'époque où le soleil approché du zénith (M. Boussingaiilt).

1005. EUeirieité de Pair. Non seulement les nuages sont souvent chargés d'électricité , mais l'air atmosphérique l'est aussi , même dans les jours sereins , du moins dans nos climats ; dans les jners polaires il n'est jamais électrisé , et il n'y a jamais d'orages .(Scoresby). L'appareil dont on se sert pour reconnaître l'électricité t^e l'air est composé d'un électroscope ordinaire , surmonté d'une [lige métallique terminée par une pointe ou par une petite lampe : ^air raréfié devenant meilleur conducteur , l'instrument se charge •jpins iadlement (Volta); mais comme la combustion même dégage jie l'électricité , il ne faut pas confondre l'électricité qui résulte de :Oette cause avec celle qui provient de l'atmosphère. Pour cela, on peut établir la communication entre la tige et l'électromètre par un psibe de verre rempli d'eau distillée, qui possède une conductibilité Mfifisante pour transmettre l'électricité de l'air, mais insufRsante

Kar transmettre celle de la combustion. Pour obtenir l'électricité de ir à une grande hauteur, on peut se servir d'une flèche fixée à QO fil métallique dont l'extrémité se termine par un anneau très

1S& iLBcmicrrt statiqus.

faurge passé dans la tige de rélectromètre : le fil ne se détache de nnstrument que quand il a été complètement déTeloppé par le mouvement de la flèche. Dans les observatoires on se sert d'une tljge de bois verticale de 6 à 7 mètres de hauteur , environnée de plusieurs fils métalliques y isolée dans toute son étendue et supportée par un cylindre de verre enduit de gomme laqne ; Bue tige communiquant avec un puits se termine supérieurement fir nn timbre placé à quelques centimètres des fils métalliques , et chas rintervalle se trouve une boule métallique suspendue à nn fil de )M>ie : le bruit avertit que la tension de la tige a acquis une oertaloe énergie 9 et le mouvement de la boule la décharge. Un électrom^ tre est en communication permanente avec la tige, et on peut i tolonté établir aussi une communication permanente entre la tige et la tringle qui descend dans le sol. Mais les indications de Téleetromètre sont loin de présenter une complète certitude , car non verrons bientôt que Tair et la terre possèdent des électricités de signes contraires ; et , comme l'électricité de l'air agit directemeot pour écarter les pailles , et que celle de la terre 9git p^r influence, toutes deux concourent à augmenter la divergence. Il faudrait , à côté de l'instrument atmosphérique , en avoir un autre qui ne serait soumis qu'à l'influence de la terre, et il suffirait pour cela qu*il n'eût point de tige , et qu'il ne fût pas élevé au dessus du sol à plus de 2 ou 3 pieds.

U résulte des nombreuses expériences faites par MM. S^mBsùre, Biot et Gay-Lussac , Beccaria , Schubier , Arago, l"* que, quand le ciel est serein , l'électricité de l'air est toujours positive , dans les plaines comme sur les montagnes , par tous les vents et par tontes les saisons , même quand la terre est couverte de neige ; 2* que félectricité est plus grande dans les lieux élevés que dans les llrâc bas , nulle dans les maisons , dans les rues ; mais qu'elle est seoftble, dans les villes , sur les ponts et sur les places , et que dans nn même lieu elle augmente à mesure qu'on s'élève au dessus dé h surface de la terre ; en rase campagne, elle ne commence à être sensible qu'à 3 ou & pieds au dessus du sol ; 3« que Télectricité de Tair serein est plus forte en hiver qu'en été; &* que chaque joinr> par un ciel serein , l'électricité de l'air a deux maxima et deux mtnima : le premier maximum a lieu de 7 à 9 heures du matin et le second de 7 à 9 heures du soir, le premier minimum vers & heures dt matin et le second de 5 à 10 heures du soir; enfin que la tensioo électrique aux deux maxima et aux deux minima va en crois-

saiil de jaillec ik janvier , et en décroissant de janTier à jaillét^ Ges variations périodiques proviennent probablement ot de la production de rélectricité , et de la quantité de vapeur d'eail qui se trouve dans Tatmosphère , et enCn des dédiarges aoeiden-» telles de Tatmosphère par les pluies et les orages : dans les temps cTmrage y rélectricité de Fair change à chaque instant de signe et d'intaisité.

1004* Cauiê» de téleeiricite atmosphérique. Les circonstances dans lesquelles l'électricité se développe sont très nombreuses} jusqu'ici il n*a été question que du frottement : nous étudierons les autres causes quand nous aurons fait connaître les propriétés de l'électricité en mouvement ; mais nous devons indiquer ici les princips^ causes de la production de l'électricité atmosphérique* Ces causes sont Tévaporation et la végétation. Nous verrons bientôt que y quand on évapore une dissolution renfermant un sel , la vapeur d'eau s'iiectrise positivement, et la liqueur négativement ; on conçoit, d'après cela , que cette cause de développement d'électri»ctté doit être très puissante , la surface des eaux occupant une très grande partie de la surfoce de la terre. Les plantes sous l'in^ fluence de la bmiière décomposent l'adde carbonique de l'air , absorbent le earbooe et émettent de l'oxygène qui se dégage toa<r jours chargé d'électricité négative; pendant la nuit, les pbénomè«> nés sont opposés. D'après M. Ponillet, une surface de 100 mètres carrés en plrine végétation produit dans un jour une quantité d'é-r lectricité suffisante pour charger la plus forte batterie ; mais dans ces expériences , M. Pouillet n'a point tenu compte de l'électricité produite par l'évaporation , et cette cause de développement d'éleo^ iricité est plus grande que celle qui provient de la végétation : caf f âectridté développée dan» ces expériences avait le signe de celle fpii résulte de l'évaporation.

Nous rapporterons quelques expériences de M, Mattenci qui viennent à l'appui des faits que nous venons de citer. Ce physicien^ aiprè» avoir isolé, une lame métallique de trois pieds €2u*rés'de sur^ &Û6, la mit en C4>mmunieaUon par un fil métallique avec un éle(y ttoseùfê à feuilles d'or garni de son condensateur , puis il exposa eetfa iame au soleil à une température de H^ à 30* Réaumur, et b eoBvritde tearre ordinaire mouillée avec une forte dissolution d^ sel marin : l'évaporation avait à peine commencé que les lames dfcar divergeaient sensiblement par l'électricité positive. Cette ex-» périencet répétée plusieurs fois avec différentes espèces d0>t|a9fe e|

différentes dissoludoos, a constamment donné les méiMs réssltatt; mais la divergence des lames d*or était d'aatani plus grande qie Tair était plus agité, parce qu'alors Tévaporation était plus rapkk Dans un bois , un électromèire surmonté d'une tige de boia ter» née par une flamme ne donne point de signes électriqœa ; ea autant, du bois y on obtient presque toujours une indication d'ékeÉH cité positive. L'électricité manque souvent dans l'air pendanb nuits calmes et sereines ; mais , au point du jour, on trouve teajom dans les bois de l'électricité négative, qui bientôt disparaît. L'absence de l'électricité dans les bois pendant le jour peat s*eiflËqu par les électricités de signes contraires développées par révapon* tion et la végétation , et l'électricité négative pendant la nuit résik probablement de l'électricité négative du sol que les plantes vft sent dans l'air.

lOOii. Il résulte nécessairement de ce qui précède qne les mot, les lacs et les rivières, et , en général , toutes les eaax qai ncfft yrent la surface du sol et toutes les terres arides , doivent constaament se charger d*électricité négative , et que les terrains couvertt dé planîes doivent se charger d'électricité positive ^ mais seulement pendant la saison de la végétation et pendant le joor ; nuis, comme les terres végétales donnent toujours naissance à de b vapeur d'eau , et qu'il en est de même des plantes , l'effet de la végétation doit être en grande partie dissimulé par celui de Tévaporation : alors la surface de la terre devra principalement secUi^ d'électricité négative, et cette électricité développée à la suihceda sol devra ensuite se disséminer suivant la conductibilité diealerrains qui le composent. Vol ta a d'ailleurs démontré d'une manière directe le ûiit de l'état électrique négatif de la terre : les pluies artificielles é» cascades, telles que celles de Reichenbach et de Stendbâcfa, possèdent l'électricité négative , ce qui ne peut s'expliquer qu'en admoltant que l'eau, jaillissant contre les rochers, en a partagé l'état éketrique. L'électricité de l'air devrait être toujours plus grande Ttfi le milieu de la journée qu'au lever et au coucher du soleil , eaélé qu'en hiver, et dans les pays chauds que dans les pays firoids ; nsii les variations de l'état hygrométrique de l'air, produisant des vsriations correspondantes dans sa conductibilité , doivent occaifiDiner de grandes anomalies ; elles expliquent très bien les observatkai de Saussure , qui ne s'accordent pas avec les lois que suivrait l'éleDtricité de l'air sec. L'électricité de l'air devra être positive; elto pourra être nullç à une petite hauteur , surtout dans le» ^eax bk

iLBGTEiqiTi ATMOSVHiaiQUS. 1S7

boisés y et même négative par la commuDication directe de Féléetricité da sol 5 Télectricité de Tair devra nécessairement s'accnma*- )er dans les uaages, qui conduisent l'électricité beaucoup mieux que Tair; la pluie, les brouillards, devront servir souvent de coih ducteurs pour décharger Télectricité de Tair, et quand ces conducteurs seront insuffisants , l'électricité des nuages se déchargera brusquement sur la terre, dont la tension électrique aura été augmentée par influence.

L'électricité positive des nuages et négative de la terre explique très bien pourquoi les nuages se rassemblent autour du sommet des hautes montagnes, et semblent y adhérer avec une force suffisante pour résister souvent à des vents assez forts.

i006. Ce qui précède explique l'état électrique de l'air dans \e(n temps sereins ; mais il reste à expliquer la formation des nuages orageux , et les variations de nature de l'électricité de ces nuages. La vapeur d'eau conduisant l'électricité beaucoup mieux que l'air sec, on conçcHt que les vapeurs , en se réunissant pour former les nuages , doivent entraîner avec elles une grande partie de l'électricité qui se trouvait dans l'espace où elles étaient disséminées 'j il est aussi assez probable que les nuages ne deviennent orageux que quand ils sont devenus assez denses pour que Félectricité, qui jusqu'alors était restée répartie autour de chaque globule, se réunisse en totalité à la surface du nuage. Il est probable aussi que les nuages électrisés négativement proviennent de ce qu'ils ont été électrisés par l'influence d'autres nuages positifs , lorsqu'ils communiquaient avec la terre par des rochers , des arbres ou des vapeurs , et que la communication a cessé par une cause, quelconque. Des nuages peuvent aussi être négatifs seulement. dans certaines parties. Il serait possible aussi que les vents de différentes, directions qui existent toujours pendant les orages donnassent aux masses d'air , qui se trouvent à des températures différentes , des électricités de signes contraires.

1007. Paratannerreê. Les paratonnerres sont de grandes verges métalliques j[>lacées au sommet des édifices , et qui communiquent avec la terre humide ou avec l'eau par des conducteurs de inémenature, et sans solution de continuité. Lorsqu'un nuage chargé d'électricité passe dans le voisinage , le paratonnerre est éleotrisé par influence ; l'électricité de nature contraire à celle du nuage s'accumule vers la pointe , tandis que l'autre est refoulée dans le sol i la première s'écoule continuellement par la pointe , et neu-

lis iiAcmicrr* «tatiqui.

tmlise souvent sans explosion rëlectricité libre du image orageuL On peut facilement T<^rifler le fait que nous Tenons d'énoncer , al pbgant an dessous ou à côté d*un condnctenr isolé et électrisë isi poiiite communiquant avec le sol.

L*fanr«ition des paratonnerres est due an célèbre Franklin ; kv ntiliié a été constatée par une expérience de plus de soixante^

1008. Aux Etats-Unis d'Amérique , où les orages sont plus M- <pients et plus redoutables qu'en Europe , Tusage des |MlratoBM^ | fes p$î devenu populaire. Un grand nombre de bàtioients ont ë foudroyés , et on en compte à peine deux qui n'aient pas été ai entièrement à l'abri de la foudre par leurs paratonnerres. Il uY pas à craindre non plus que les édifices armés de ces appardi soient ^ par cela même y plus exposés à être foudroyés : car fii^ 8nence des paratonnerres ne s'exerce qu'«^ une petite distaaee; d'ailleurs, b propriété qu'auraient les paratonnerres <f attirer is nuages orageux supposerait aussi celle de transmettre libr^aert Pélectricité au sol, et, par conséquent, il n'en pourrait résalM I aucun inconvénient; I

1000. Nous avons dit que les paratonnerres devaient être ttl^ I minés par des pointes aiguës : cette condition est imporiante poir i que l'influence s'étende à la plus grande distance possible, siqM le nuage soit neutralisé avant de se trouver à la distance es|iloirve; si la tige était arrondie , elle n'en préserverait pas moins Mfifo; seulement il pourrait y avoir explosion sur le sommet de hti^i mais le fluide n'en suivrait pas moins le conducteur de préHraoe aux substances beaucoup moins conductrices qui constituent ïéër ice. D'après le docteur Rittenhousse , les pointes d'un grand nonbr^ de paratonnerres de Philadelphie ont été émonssées par la ft sion , et on n'a point observé que les bâtiments auxquels ils a|^ tiennent aient été frappés de la foudre depuis la destruction de es pointes.

1010. Il nous reste maintenant à examiner les détails de ooistilvction nécessaires pour que les paratonnerres remplissent exac* tement l'objet auquel il sont destinés.

!• La pointe qui termine la tige doit être très aiguë , iifin qp^elk agisse sous la plus petite iofluence possible , et par conséquent àk (^s grande distance possible du nuage ; et de plus , il est inApensable qu'elle ne puisse s'oxyder par le contact de l^ïTr , ni é fendre facilement par des décharges éle<^riques : car , si la poiote

ÉLEOTRICITi ilTMOSPHÉEIQUB. 1)^

pissait OU par Toxy dation oa par la fusion , elle attirerait le et provoquerait les explosions qoe Ton veut éviter , maiè landaot seraient sans danger (1009) ; la pointe doit donc être d^in métal difBcile à fondre et non oxydable à Fair. On em- Nlinairement le platine -, on termine la tige de fer par une ^ivre d'environ 0*,50 , à l'extrémité de laquelle on sonde mt une aiguille de platine de 0",05 de longueur. 1^ tige doit être assez élevée pour protéger tout l'édifice; î les observations de Charles , qui s'était beaucoup occupé ibjet , il paraît qu'une tige aiguë protège contre la foudre li^ circulaire dont le rayon est double de sa hauteur : il fauic donner à la tige une hauteur égalé an quart du diamètre iSee qu'elle doit protéger. Si l'édifice avait de trop grandes IÇKns y on y placerait plusieurs paratonnerres ; leur distance féîre quatre fois plus grande que leur hauteur ; les longueurs es de paratonnerres le plus souvent employées sont de 7 à

S partie inférieure de la tige devrait être isolée de Fédifice , re en communication qu'avec le conducteur; mais cet isole- Érâtt très diflicile à exécuter et à maintenir. Heureusement ;^int indispensable y car l'électricité siiit toujours de prébons conducteurs : ainsi on pourra fixer la partie infétige à une des pièces de charpente de la toiture, li^nducteur qui fait communiquer la tige avec le sol doit y r par le plus court chemin ^ n'avoir aucune solution de conti- •isie prolonger jusque dans an puits ou dans un lieu humidCi né la communication soit plus immédiate; si le terrain était ifSiùdfait faire descendre le conducteur de 6 ou 5 mètres dans 01 et Fenvfronner de charbon calciné , de braise (i) ; le coke sdre préférable , étant meilleur conducteur. Du fer ainsi en^ lé n'avait éprouvé aucune altération après trente ans. IllTauliriger de ce côté les eaux pluviales. Dans tous les cas, il faut extrémité qui plonge disins la terre ou dans l'eau se divise en

a charbon non caldné ne conduit ni l*électricité ni la chaleur, il Inrùle Aidle* EUE» l*air ; le charlwn calciné conduit Atdlement Télectridté et ta dialeur, mdi difficilement et s'éteint dans l'air : ce dernier a une plus gitode densité que le r , et absorbe moins d'eau à l'éU^ de vapeur o« par imnciiioa que M ^re«

M illCTAIGITi tTATlQUI.

idusietirs branches , afin que la oommuniGation avec le sol soit h plus ëtendoe possible , car c'esi U qoe réside la pripcipftle caaie è refBcacitë de l'appareil (1 ) •

5* Le condocteor n'a pas besoin d'être isolé , par la raison qi noos avons donnée pins haut; on Ini fait suivre les mors de l'édlin en le sonienant par des tringles scellées dans les murailles etar les toits.

6* La tige et les conducteurs doivent avoir des dimenaioBS lésantes pour que de fortes décharges ne pnissoit pas les fondre;* a reconnu par expérience qu'il suffisait de donner à la partie ié* rieure de la tige un diamètre de 0*,05 , et aux condactears •",!&

7* La difficulté de former le conducteur avec des barres de to fait imaginer de les remplacer par des cordes en fil de fer ; ceh de 15 à 16 millimètres de diamètre paraissent suffisantes dans loi les cas. Pour éviter l'oxydation du métal, on couvre ordinairenat les conducteurs d'une couche de goudron. .

8* Lorsque l'édifice renferme des pièces métalliques un pea coisidérables , telles que des gouttières ou des lames de plomb, il faH les faire commuoiquer avec le conducteur.

9^ Lorsqu'on place plusieurs paratonnerres sur un édifice , o& établit un conducteur pour chaque paire de tiges.

10"* Quelquefois on place sur les bâtiments isolés des tiges horizontales ou plus ou moins inclinées , communiquant sTec le conducteur; elles servent à préserver l'édifice des lambeaux de images orageux que les vents pourraient jeter sur ses faces.

La figure 567 représente la tige d'un paratonnerre , et la figure 568 la disposition de la tige et des conducteurs sur un édifice. Doe iprande partie de ce qui précède a été extrait du rapport fait i l'Académie par M. Gay-Lussac , au nom d'une commission charfk de rédiger une instruction sur les paratonnerres. ( Yoyes , (M* plus de détails , les Annales de physique et de chimie, tout