CIRCONSTANCES DS LA PRODUCTION

étail insensible. Ainsi je sois convainca que raccroissement d^éleo- Iridié que M. Becquerel a obtenu par l'accroissement de pression provient uniquement de l'accroissement du nombre des points de contact y et que, si cet habile physicien avait opéré sous de plus grandes pressions, Taccroissement d'électricité qu'il a observé aurait flni par disparaître. Au surplus , comme il est impossible do ne pas admettre que , dans les corps sur lesquels M. Becquerel a opéré, le nombre des points de contact a augmenté avec la pression y il est évident que la pression réelle supportée par ces points diminuait avec leur nombre , et que , pour établir une loi quelconque entre la pression et lëlectricité développée, il aurait fallu réduire les pressions à la même étendue de surface réellement en contact.

M. Becquerel ( Jrat/e de l'Électricité, t. v) objecte aux résultats que je viens de rapporter que je n'ai pas tenu compte de Vélectricité qui se recombine à la source même où elle se dégage. Mais je n'ai jamais eu Tintention de découvrir ce qui se passait entre les corps frottants avant leur séparation, ce qui est impossible ^ je ne me suis occupé que de la tension électrique qui subsiste dans le corps mauvais conducteur après sa séparation du frottoir, la seule chose qu'on puisse observer. M. Becquerel explique la permanence de tension que j'ai constatée sous les plus grandes variations de vitesse et de pression , en disant que les fluides de signes contraires séparés par le contact , en quantités variables, avec toutes les circonstances du frottement , se combinent en partie sur la ligne de séparation , de manière à laisser sur le cylindre une couche électrique d'une tension constante. Mais cette explication suppose qu'il y a de lëlectricité produite dans le contact avant la séparation , et en quantité variable avec les différentes circonstances de frottement, ce qu'aucune expérience n'a constaté.

990. Influence de la nature du gaz environnant. Avant de répéter l'expérience de Wollaston , j'ai dû commencer par m'assurer si, dans les mêmes circonstances, l'électricité se dissipait de la même manière dans l'air et dans l'acide carbonique : car, s'il n'en était pas ainsi, il est évident que les expériences sur la tension et la quantité d'électricité développée dans les mêmes circonstances, dans l'air et dans l'acide carbonique , ne pourraient conduire à rien de positif. Pour cela, j'ai fait construire deux balances do Coulomb aussi égales que possible. J'ai pris les fils de suspension dans on seul fil , que j'ai coupé en deux parties égales. Les corps de sus-

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l>apr%i îiîia. on i-r. .-?:rjrier -juime 'j:e!»-pnbal]ie ^oi: 1 eie«tru*ifp M de^^eiiipoe par e i^.c seul la L'unuict. ift ^ue !a seporaboii des dea:L oorpa œ £•&! (|Qe mettre lus eiectriciU» ea libene.

Il y a quelques années , M. Armstrong reconnut qu^un jet de vapeur sortant d'une chaudière était fortement éleclrisé. Ce phénomène fut étudié par plusieurs physiciens; M. Faraday démontra qu'il était dû au frottement de la vapeur entraînant de Teau à l'état liquide contre les parois de l*orifice de dégagement. La vapeur sèche et Tair sec, par leur frottement, ne produisent point d'élec^ Incité; mais ils en dégagent, lorsqu'ils tiennent en suspension des corps liquides. La vapeur entraînant de Teau contenant des substances étrangères qui augmentent sa conductibilité, telles que des sels solubles, ne produit point d*électricilé. (A. C. et P., t. x.) Noos avons décrit [914] Tingénieuse machine de M. Ârmstrong.

§ 5. Électricité atmosphérique.

908. Il existe une grande analogie entre les eiïets produits par la foudre et ceux qui proviennent des décharges des grandes batteries électriques; les décharges électriques, comme la foudre, sont accompagnées d'une vive lumière qui apparaît sous la même forme; rélectricité produit, comme la foudre, la fusion des métaux. Tinilammation des matières combustibles , et la mort des animaux. Les pointes des corps conducteurs voisins des nuages orageux deviennent lumineuses pendant la nuit , comme les pointes métalliques voisines du conducteur d'une machine électrique : c'est ce phénomène qu'on désignait autrefois sous les noms de feux Saint-Elme , ou de Castor et PoUux,

Mais ce ne fut qu'en 1752 que Franklin constata l'identité de la foudre et de rélectricité par des expériences que nous allons rapporter. 11 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; mais 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 [015] : le bruit du carillon annonça plusieurs fois que la barre était chargée d'électricité. Pendant que cet homme célèbre se livrait, à Philadelphie, à ces recherches importantes, il avait communiqué ses idées aux physiciens d'Europe, en les engageant à faire des essais.

Dalihard, physicien français, fil construire à Marly-la-Ville, près de Paris, une cabane sur laquelle il plaça une barre de fer 1er-

minée sapériearement par une pointe, et isolée infériearement : après le passage d'un nuage orageux , la barre donnait des élincelles à l'approche d'un corps conducleur. Canton, pour obvier au défaut d'isolement de la barre occasionné par la pluie qui mouillait le support isolant , le couvrit d'un chapeau : alors le conducteur conserva réleclricité qu'il avait acquise, et il reconnut que les nuages étaient chargés tantM d'électricité positive, tantôt d'électricité négative y et que la pluie et la neige électris'aient aussi la barre.

M. de Roraas, en 1759, flt l'expérience du cerf-volant : il entrelaça une corde de chanvre d'un ûl de fer, terminée par un cordon de soie qui l'isolait parfaitement ; et, pour se mettre à l'abri d'une décharge trop violente, il lirait les étincelles au moyen d'un excitateur à manches do verre de GO centimètres de longueur, dont une des extrémités communiquait avec le sol. L'appareil ayant été dirigé vers un naage orageux , M. de Romas parvint à tirer des étincelles qui avaient plus de 3 mètres de long, et qui faisaient un bruit analogue à des coups de pistolet. On voit d'après cela combien la grande conductibilité de la corde rendait importantes les précautions que nous venons de rapporter, et quel danger H. de Romos aurait couru s'il avait reçu de semblables commotions.

995. II résulte de ce qui précède que les nuages orageux sont élcclrisés , et quelquefois très-fortement. II est facile, d'après cela , de concevoir la cause des éclairs et de la foudre. Lorsque deux nuages sont tous deux chargés d'électricités contraires, ou que l'un d'eux seulement est éicctrisé , l'autre le devient par influence ; et s'ils se trouvent à une distance assez petite pour que les électricités puissent les abandonner, l'explosion qui en résulte est accompagnée d'une vive lumière, qui est l'éclair, et le bruit qui l'accompagne produit le tonnerre. La foudre n'est autre chose que la décharge d'un nuage orageux sur la surface de la terre.

L'éclair jaillit toujours en zigzag, comme les étincelles électriques que l'on obtient avec les machines : celte forme des étincelles et de l'éclair provient probablement de ce que le flux électrique comprime l'air en avant, et que, la compression ayant acquis une certaine limite , le flux se porte latéralement où il éprouve moins de résistance; les grands crochets peuvent aussi résulter de ce que la décharge a lieu successivement sur des points plus conducteurs, qui peuvent être disposés d'une manière quelconque, par exemple sur de petits nuages. Le bruit du tonnerre ne peut pas provenir, comme on l'avait supposé , de la réflexion du son contre

les nuages, car en mer le bruit da canon n*est jamais répété y quels que soient le nombre et la disposition des nuages. Le bruit du tonnerre provient de la série des bruits qui se manifestent dans les principaux centres d'ébranlement; les coups sont successifs et analogues à un roulement de tambour, lorsque Tobservateur est à des distances différentes des centres d explosion , et les intervalles sont mesurés par le temps que le son met à parcourir les différences de ces distances ; et on n'entend qu'un seul coup quand on est également éloigné des points où les chocs sont produits.

Les effets de la foudre sont ou des mouvements de transport , ou des effets de chaleur, ou des actions chimiques, analogues aux effets que nous produisons avec nos puissantes batteries électriques , mais qui sont bien autrement énergiques. Lorsque la foudre tombe sur un arbre , il arrive souvent qu'elle en vaporise spontanément la sève, et qu'elle divise le bois en filaments d'une grande longueur et d'une très-petite section ; on dit alors que l'arbre a été elivé.

094. La foudre tombe en général de préférence sur les corps les plus élevés, tels que les clochers, les arbres; mais on conçoit que la faculté conductrice doit aussi exercer une grande influence sur le lieu de l'explosion. Dans les plaines, la foudre tombe de préférence sur les arbres, et surtout sur ceux qui sont très-élevés, parce que le bois en végétation est bon conducteur : ainsi les arbres sont des abris dangereux pendant l'orage.

Les clochers sont aussi des abris dangereux dans les temps d'orage, quand ils ne sont point garnis de paratonnerres, surtout à cause du préjuge si généralement répandu de sonner les cloches; car un grand nombre d'expériences concourent à prouver que la foudre tombe plus fréquemment sur les clochers où Ton sonne que sur ceux où Ton ne sonne pas. En 1718, Deslande flt savoir à l'Acxidémie que, dans la nuit du IV au 15 avril, la foudre était tombée en Bretagne sur vingt-quatre églises, que ces églises étaient précisément celles où l'on sonnait, et que la foudre avait épargné celles où l'on ne sonnait pas, et qui se trouvaient placées entre les premières.

99i5. Lorsqu'il se trouve au-dessous du sol, à une petite profondeur, de grandes masses d'eau ou de grandes masses métalliques , elles s'électrisent fortement par influence, et peuvent déterminer la chute de la foudre sur des lieux très-bas. Il est très-probable que c'est à ces dernières circonstances qu'est duc la formation des tubes

!3fl ÉLECTRICITK STATIOIÎE.

vitrifiés y désignés sous le nom de tube» fulminairex , qui onl été trouvés dans les plaines de la Silésie, de la Prusse, du Cumberland et au Brésil. Ces tubes, qui n*ont que quelques millimètres de diamètre intérieur, ont souvent 50 millimètres de diamètre extérieur, et quelques-uns 6 à 10 mètres de longueur. Ces tubes sont enfoncés dans le sable dans des directions diversement inclinées; leur surface intérieure est complètement vitrifiée, et leur surface extérieure formée de grains do sable seulement agglutinés; il est très-probable que ces tubes ont été formés par le passage de la foudre à travers 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 obtenu de petits tubes formés de poudre de verre agglomérée.

996. La foudre, en frappant un animal, détermine des lésions dans les organes, et principalement dans le système vasculairo; c'est à cause de ces lésions que la putréfaction se manifeste trospromptement. On attribue aux orages l'acescence du lait et une plus prompte corruption des chairs ; mais la température élevée de Tair dans les orages pourrait bien être la cause unique de ces phénomènes. La foudre rend magnétiques les barres de fer sur lesquelles elle passe , et change souvent les pôles des aiguilles aimantées ; ce sont des faits qu'on produit aussi par des décharges électriques.

997. Fusinieri a trouvé des traces de soufre aux extrémités des racines d'un peuplier par lesquelles la foudre était sortie; M. Boussingault a reconnu de Toxyde de fer sur des arbres foudroyés, et une matière charbonneuse sur des roches cyani tiques; s'il était démontré que la foudre n'avait point traversé, avant, d'autres corps d'où ces dépôts auraient pu être entraînés, il faudrait admettre que ces substances existaient dans la foudre, et il serait bien difficile d'en comprendre l'origine.

998. La foudre , en traversant l'air, produit de l'acide nitrique par la combustion de l'azote : c'est probablement là l'origine des nitrières naturelles; aussi M. Boussingault a observé, aux environs de Rio Bamba, que le nitre se forme de préférence dans les lieux où les orages sont fréquents.

999. Choc en retour. La foudre produit encore un phénomène particulier connu sous le nom de choc en retour, et qui consiste en ce que des hommes et des animaux éprouvent de violentes commotions, et quelquefois meurent subitement, h l'instant où la foudre

ÉLECTRICITÉ ATMOSPHÉRIQlîR. 137

édtle sor un autre point qui peut être très-éloigné. Cephénomèiio t*eipiîqae d'une manière très-simple. En effet, soit ABC (6g. 566) UBuage chargé d'électricité que je suppose positive : les points de la sorfîM» du sol qui correspondent aux points A et C seront électrisés par influence; si l'explosion a lieu au point A, la partie du sol oorreq^ndante au point C rentrera brusquement à Tétat naluidpir le retour de réleclricité positive qui avait été refoulée dans le lolety était retenue par l'action de Félectricilé du nuage, et ce retour subit devra nécessairement produire de violentes commotions dans les êtres organisés qui se trouveront au point G. On peut mettre en évidence l'effet du choc en retour par Texpérience suinote. On place à une certaine distance d'une machine électrique n conducteur garni d'un électromètre : ce dernier s'électrise par iiAnence, ce qu'on reconnaît à la déviation du pendule, et la ro- CMDposition des fluides qui a lieu toutes les fois qu'on décharge la mchioe produit dans le pendule un mouvement très-sensible ; en remplaçant l'électroscope par une grenouille écorchée, elle éprouve de vives agitations quand on tire une étincelle de la machine. Le dMceo retour ne produit jamais les effets de transport et de chaleor qoi accompagnent toujours la chute de la foudre sur les corps fB'eOe frappe directement.

M. Arago a publié dans l'Annuaire du Bureau des Longitudes de 1838, une notice très-étendue sur le tonnerre , dans laquelle il a résomé toutes les observations qui ont été faites sur ce météore depuis la plus haute antiquité. Nous renvoyons le lecteur à cet imporlaot travail, qu'il serait impossible d'analyser dans un traité âémentaire, et au sixième volume du Traité de V Electricité de U. Becquerel.

iOOO. De la grêle. Parmi les phénomènes qui accompagnent les orages, il en est un dont nous n'avons pas encore parlé, et qui produit souvent de terribles effets : c'est la grêle. La grêle se forme, dans nos climats, au printemps et en été, aux heures les plus chaudes de la journée; elle tombe rarement pendant la nuit. La grêle précède les pluies d'orage, les accompagne quelquefois, mais les soit rarement. Les nuages qui la versent sont en général peu élevés, d'un gris cendré qui leur e^t propre; leurs bords sont échancrés. Les grêlons sont formés d'un noyau de neige environné de plusieurs couches concentriques de glace.

On avait supposé que la grêle devait son origine à de l'eau de ploie dont les gouttes s'étaient congelées à une grande hauteur, et

i38 ÉLECTRICITÉ STATIQUE.

qaiydans 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 grammes. M. Mattcnci affirme en avoir vu du poids de 750 grammes. Volta a expliqué l'accroissement de volume des grêlons de la manière suivante. Il suppose deux nuages chargés d'électricités contraires^ voisins l'un de l'autre, et dont le plus élevé contient de petits grains de grêle provenant de la congélation subite de la vapeur : la grêle tendra à tomber en vertu de son poids, et sera repoussée par le nuage inférieur aussitôt qu'elle en aura partagé réleclricité ; le nuage supérieur l'attirera et la repoussera de la même manière, et, dans ce trajet réitéré d'un nuage à l'autre, les grains de grêle, rencontrant de la vapeur aqueuse, la condensent à leur surface, et augmentent de volume par couches concentriques , jusqu'à ce que l'action de la pesanteur les fasse tomber. Un fait qui vient à l'appui de cette explication consiste en ce que la chute de la grêle est ordinairement précédée par un bruit semblable à celui que produirait le choc de corps durs agités par des mouvements rapides. Mais on ne conçoit pas pourquoi l'attraction, qui est assez puissante pour faire mouvoir les grêlons, ne rapprocherait pas les nuages-, cette explication n'est point généralement admise. Tout ce qu'on sait maintenant sur la grêle , c'est qu'il est très-probable que sa formation est due à des phénomènes électriques.

iOOi . Des trombes. Une trombe est un nuage en colonne à peu près verticale, assez ordinairement évasé par le haut, où il se confond avec d'autres nuages auxquels il parait suspendu, et communément terminé par le bas en pointe plus ou moins rapprochée de la terre. Ce nuage, ordinairement animé d'un mouvement rapide de rotation et de translation , lance souvent tout autour de lui une pluie abondante quelquefois mêlée de grêle. Il déracine les arbres, renverse les édifices, et entraîne tout ce qui ne présente pas une très-grande résistance. Enfin , lorsqu'une trombe passe au-dessus de l'eau , le liquide est soulevé dans la trombe comme s'il était aspiré. C'est probablement à ce dernier phénomène que sont dues les pluies de crapauds, qui ont été trop souvent observées pour qu'il soit permis de nier leur existence. Lorsqu'une trombe plonge dans la

mer par sa partie inférieure , et qu'elle est traversée par an boulet de canon , ordinairement elle se divise : la partie inférieure disparaît, et la partie supérieure reste suspendue aux nuages. Les phénomènes qui se produisent dans les trombes , ainsi que les circonstances qui les produisent , sont complètement inconnus.

Le 18 juin 1839 une trombe a parcouru la commune de Chalenay et y a produit de grands dégâts. En 18^5, une trombe éminemment électrique a produit dans les communes de Malaunay et de Monville de grands désastres : plusieurs filatures ont été renver- Bées en ensevelissant sous leurs décombres les ouvriers qui les occupaient^ un grand nombre d'arbres ont été clivés; sur un large plateau, les arbres ont été renversés par le météore dans le sens de son mouvement, et ceux qui se trouvaient à côté ont été renversés perpendiculairenient les têtes en regard. M. Pouillet (C. R,, t. XXI) a considéré les désastres produits comme résultant uniquement d'un vent violent; mais les experts nommés par le tribunal de commerce de Rouen (MM. Becquerel, Lamé et Péclet) les ont attribués à la foudre que la trombe lançait de toutes parts sur son passage, et aux courants d'air que son énorme vitesse produisait derrière elle. Nous renvoyons , pour l'élude de ces phénomènes, au sixième volume du Trailé de ^Electricité de M. Becquerel.

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

1008. Electricité de l'air. Non-seulement les nuages sont souvent chargés d'électricité, mais encore l'air atmosphérique, même dans les jours sereins, du moins dans nos climats. Dans les mers polaires il n'est jamais éleclrisé, et il n'y a jamais d'orages (Scoresby). L'appareil dont on se sert pour reconnaître l'électricité de l'air est composé d'un électroscope ordinaire, surmonté d'une lige métallique terminée par une pointe ou par une petite lampe : l'nir raréfié devenant meilleur conducteur, l'instrument se charge plus facilement ( Volta ) ; mais comme la combustion même dégage de réleclricité , il ne faut pas confondre l'éleclricité qui résulte de celte cause avec celle qui provient de l'atmosphère. On peut établir la communication entre la tige et réiectromètre par un tube de verre rempli d'eau distillée, qui possède une conductibilité suffisante pour Iransmeltre l'électricité de l'air, mais insuffisante pour transmellre celle do la combustion. Pour obtenir l'élcctrieité de l'air à une grande hauteur, on peut se servir d'une flèche Hxé^. à

4 40 ÉLECTRICITÉ STATtOUB.

un fil métalliqae dont Textrémité se termine par un annean trèslarge passé dans la tige de réiectromètre : le fil ne se détache de rinstrument que quand il a été complètement développé par ic mouvement de la flèche. Dans les observatoires on se sert d*QDe tige de bois verticale de 6 à 7 mètres de hauteur, environnée de plusieurs fils métalliques , isolée dans toute son étendue et supportée par un cylindre de verre enduit de gomme laque ; une tige communiquant avec un puits se termine supérieurement par un timbre placé à quelques centimètres des Gis métalliques , et dansTintervalle se trouve une boule métallique suspendue à un fil de soie : le bruit avertit que la tension de la tige a acquis une certaine énergie, et le mouvement de la boule la décharge. Un électromètre est en communication permanente avec la tige, et on peut à volonté établir aussi une communication permanente entre la tige et la tringle qui descend dans le sol. Mais les indic-ations de Télectromètre sont loin de présenter une complète certitude, car nous verrons bienlôl que l'air et la terre possèdent des électricités de signes contraires; et, comme l'électricité de l'air agit direclemenl pour écarter les pailles, et que celle de la terre agit par influence, toutes deux concourent à augmenter la divergence. Il faudrait, à càté 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 fut pas élevé au-dessus du sol à plus d'un mètre.

11 résulte des nombreuses expériences faites par MM. de Saussure, Biot et Gay-Lussac, Beccaria, Schubler, 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 dans tontes les saisons, même quand la terre est couverte de neige; 2*" que rélectricité est plus grande dans les lieux élevés que dans les \ allées, nulle dans les maisons, dans les rues; mais qu'elle est sensible, dans les villes, sur les ponts et sur les places, et que dans un même lieu elle augmente à mesure qu'on s'élève au-dessus de la surface de la terre; en rase campagne, elle ne commencée être sensible qu'à 1 mètre ou 1",30 au-dessus du sol ; 3"* que l'électricilé de l'air serein est plus forte en hiver qu*en été; k"* que chaque jour, par un ciel serein , l'électricité de l'air a deux maxima et deux minima : le premier maximum a lieu de 7 à 9 heures du matin , le second de 7 à 9 heures du soir ; le premier minimum vers k heures du matin, et le second de 5 à 10 heures du soir; enfin que la tensii»n

ÉLECTRICITÉ ATNOSPHÉHIULE. iil

élidriqae aux deux màxima et aax deux minima va en croissant de juillet à janvier, et en décroissant de janvier à juillet. Ces variaiiuns proviennent probablement de la production de réleclricilé el (le la quantité de vapeur d'eau qui se trouve dans l'atmosphère ^ el doivent èlre troublées par les décharges accidentelles de l'atmo* sphère, par les pluies et les orages : dans les (emps d'orage , l'éteclricité de i air change a chaque instant de signe et d'intensité.

1005. Causes de l^électricité atmosphérique. Les circonstances dans Jesqnelles féleclricité se développe sont très-nombreuses; jusqu'ici il n'a été question que du frottement : nous étudierons les autres causes quand nous aurons fait connuilre les propriétés de réiectricitc en mouvement ; mais nous devons indiquer ici les priocipalcs causes de la production de l'électricité atmosphérique. D'après M. Pouillet, ces causes sont l'évaporation et la végétation. Noos verrons bientôt, en efl'et, que, quand on évapore une dissolution renfermant un sel , la vapeur d'eau s'élcctrise positivement, et h Oqacur négativement; on conçoit , d'après cela, que cette cause de développement d'électricité doit être très-puissante , la surbce des eaux occupant une très-grande partie de la surface de ta terre. Suivant le même physicien, la végétation donne jour et Doit de l'électricité positive à l'air. Mais dans ces expériences , H. Pouillet n'a point tenu compte de l'électricité produite par l'évaporation , et il est difficile d'admettre que les plantes émettent iaméme électricité le jour et la nuit, quand leurs eifets chimiques sont si dilTérents ; car, sous l'influence de la lumière, les plantes décomposent l'acide carbonique de l'air et en absorbent le carbone, tandis que pendant la nuit les phénomènes sont opposés. i'ÎI. Becquerel, Traité del 'électricité, t. iv.) Il e^l très-probable que les plantes émettent le jour de l'électricité négative, et la nuit de l'électricité positive. (Chap. v, § 11.)

Nous rapporterons quelques expériences de M. Mattenci qui viennent à l'appui des faits que nous venons de citer. Ce physicien , iprès avoir isolé une lame métallique de trois pieds carrés de surface, la mit en communication par un fil métallique avec un élcctroscope à feuilles d'or garni de son condensateur, puis il exposa celte lame au soleil à une température de 26** à 30° Kéaumur, et la «ouvrit de terre ordinaire mouillée avec une forte dissolution de s<'!l marin : l'évaporation avait a peine commencé que les lames d'or dirigeaient sensiblement par l'électricité positive. Celte expérience , répétée plusieurs fois avec diiTérentcs espèces de terre et différentes

ÏAi ÉLECTRICITÉ STATIQUE.

dissolutions y a conslamment donné les mêmes résultats; mais la divergence des lames d'or élait d'autant plus grande que l'air était plus agité, parce qu'alors l'évaporalion était plus rapide. Dans un bois, un électi'omètre surmonté dune tige de bois terminée par une flamme ne donne point de signes électriques; en sortant du bois, on obtient presque toujours une indication d'électricité positive. L'électricité manque souvent dans l'air pendant les nuits calmes et sereines ; mais, au point du jour, on trouve toujours dans les bois de rélectricité négalive , qui bientôt disparait. L'absence de l'électricité dans les bois pendant le jour peut s'expliquer par les électricités de signes contraires développées par l'évaporution et la végétation ^ et l'électricité négalive pendant la nuit résulte probablement de l'électricité négative du sol que les plantes versent dans l'air.

1004. Il résulte nécessairement de ce qui précède que les mers, les lacs et les rivières, et , en général , toutes les eaux qui recouvrent la surface du sol et toutes les terres arides, doivent conslamment se charger d électricité négative ^ et que les terrains couverts de plantes doivent se charger d'électricité positive, mais seulement pendant la saison de la végétation et pendant le jour; mais, comme les terres végétales donnent toujours naissance à de la vapeur d'eau, et qu'il en est de même des plantes, l'effet de la végétation doit (^tre en grande partie dissimulé par celui de l'évaporalion : alors la surface de la terre devra principalement se charger d'électricité négalive, et cette électricité développée à la surface du sol devra ensuite se disséminer suivant la conductibilité des terrains qui le composent. Yolta a d'ailleurs démontré d'une manière directe le fait de l'état électrique négatif de la terre; les pluies artiHcielles des cascades, telles que celles de Reichenbach et de Stendbach, possèdent rélectricité négative , ce qui ne peut s'expliquer qu'en admettant que l'eau, jaillissant contre les rochers, en a partagé l'état électrique. D'après cela , rélectricité de l'air devrait être toujours plus grande vers le milieu de la journée qu'au lever et au coucher du soleil , en été qu'en hiver, et dans les pays chauds que dans les pays froids. Mais les variations de l'état hygrométrique de l'air, produisant des variations correspondantes dans sa conductibilité , doivent occasionner de grandes anomalies; elles expliquent très-bien les observations de Saussure , qui ne s'accordent pas avec les lois que suivrait rélectricité de l'air sec. Ainsi , en général, rélectricité de l'air devra être positive ; elle pourra être nulle

ÉLECTRICITÉ ATMOSPHÉRIQUE. i43

i ne petite bauteor, surtout dans les lieux bien boisés, et même Bégitive par la oommunicalion directe de rélectricité du sol ; râedricité de Tair devra nécessairement s'accumuler dans les BUges, qui conduisent l'éleclricité beaucoup mieux que l*air; la plaie, les brouillards, devront servir souvent de conducteurs pour dédiarger l'électricité de l'air , et quand ces conducteurs seront inanffisanls, rélectricité des nuages se déchargera brusquement SOT la terre, dont la tension électrique aura été augmentée par inflience.

L'électricité positive des nuages et négative de la terre fait voir poorqaoi les nuages se rassemblent autour du sommet des hautes DODtagncs, et semblent y adhérer avec une force sufûsante pour résister souvent à des vents assez forts.

1003. Ce qui précède explique Tétat électrique de l'air dans les temps sereins ; mais il reste à trouver la cause de la formation des BBiges orageux , et des variations de nature de rélectricité de ces nages. La vapeur d'eau conduisant l'électricité beaucoup mieux que Tair 6eC| on conçoit 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; il est probable aussi que les nuages ne deviennent orageux que quand ils sont devenus assez denses pour que rélectricité , qui environne chaque globule, se réunisse en totalité à la surface du 00^. Il est également permis de croire que les nuages électrisés n^ativement proviennent de ce qu'ils ont été électrisés par Tinfloence 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. 11 aérait possible aussi que les vents de différentes directions , qui eiisteDt toujours pendant les orages , donnassent aux masses d'air, qoiae trouvent à des températures diiférenles, des électricités de Agnes contraires.

1006. Paratonnerreê, Les paratonnerres sont de grandes verges nitalliqucs placées au sommet des édiGces, et qui communiquent avec la terre humide ou avec l'eau par des conducteurs de même ttUirei et sans solution de continuité. Lorsqu'un nuage chargé d'électricité passe dans le voisinage, le paratonnerre est électrisé par influence; l'électricité de nature contraire à celle du nuage s ac-

comole vers la pointe, tandis que l'autre est refoulée dans le sol;

141 ex£«:tricite statique.

Kl première s'oooule coDlinaellemeDt vers le nuage , et neutrali>o souvent sans explosion son électricité libre. On peut facilement vérifier le fait que nous venons d'énoncer, en plaçant aa dessous ou à ciNté d'un conducteur isolé et électrisé une poinle anumuniquant avec le sol.

L'invention des paratonnerres est due au célèbre Franklin; leur utilité a été constatée par une expérience de plus de soixante-dix ans.

1007. Aux États-Unis d Amérique, où les orages sont plos frét]uents et plus redoutables qu'en Europe , Tusage des paralonnorros est devenu populaire. In grand nombre de bâtiments ont Ole foudroyés • et on en compte à peine deux qui n aient pas été mis entièrement à l'abri de la fuudre par leurs paratonnerres. Il n'y a |k\s à craindre • n'>n plus, que les édifices armés de ces appareils soient, par cela même, plus exposés a être foudroyés : car l'inlluenco des paratonnerres ne s'exerce qu'à une petite dislance; d'ailleurs « la propriété qu'auraient les paratonnerres d'attirer les nuages orageux supposerait aussi celle de transmettre librement l'cloctricité au sol, et. par conséquent, il n'en pourrait résulter aucun inconvénienl.

1 0Ott. Nous avons dit que les paratonnerres devaient être terminés par des pointes aiguës : cette condition est importante pour que l'influence s'étende à la plus grande distance possible, et que le nuage soit neutralisé a>ant de se trouver à la distance d'explosion; si la tige était arrondie , elle n'en préserverait pas moins 1 édifice; seulement il y aurait explosion sur le sommet de la tige , mais le fluide n'en suivrait pas moins le conducteur de préférence aux substances beaucoup moins conductrices qui constituent rédifice. D'après le docteur Riltenhousse , les pointes d'un grand nombre de paratonnerres de Pbiladelpbie ont été émoussées par la fusion , et l'on n'a puinl observé que les bâtiments auxquels ils appartiennent aient été frappés de la foudre depuis la destruction de ces pointes.

1009. 11 nous reste maintenant à examiner les détails de construction nécessaires pour que les paratonnerres remplissent exactement Tobjet auquel ils sont destinés.

1". La pointe qui termine la tige doit être très-aiguiS sifin qu'elle agisse sous la plus petite influence possible , et par conséquent à la plus grande distance possible du nuage; et , de plus , il est indispensable qu'elle ne puisse s*oxyder par le contact de Tair, ni se

ÉLBGTRIGiTÉ ATMOSPHÉRIQUE. 145

fondre fiBuâlement par des décharges électriques : car, si la poinle sarrondissait ou par l'oxydaliou ou par la fusion , elle altirerall le Duage y cl provoquerait les explosions que Ton veut éviter, mais qui cependant seraient sans danger; la pointe doit donc être formée d'un métal difficile à fondre et non oxydable à l'air; on emploie ordinairement le plaline. La lige de fer est terminée par une tige de cuivre d'environ 0"sSOy à Textrémité de laquelle est soudée à l'argent une aiguille de plaline de O'^fi^ de longueur.

2*. La tige doit être assez élevée pour proléger tout Tédifice. D'après les observations de Charles , qui s'était beaucoup occupé de cet objet y il parait qu*une lige aiguë protège contre la foudre un espace circulaire dont le rayon est double de sa hauteur : il faudra donc donner à la tige une hauteur égale au quart du diamètre de l'édifice qu'elle doit proléger. Si rédiûce avait de trop grandes dimensions, on y placerait plusieurs paratonnerres; leur distance devrait être quatre fois plus grande que leur hauteur; les longueurs des tiges de paratonnerres le plus souvent employées sont de 7 à 9 mètres.

3**. La partie inférieure de la tige devrait èlre isolée de rédifice , el en communication seulement avec le conducteur; mais cet isolement serait trcs-difOcile à exécuter et à maintenir. Heureusement il D'est point indispensable , car l'électricité suit toujours de préférence les bons conducteurs : ainsi on pourra ûxer la partie inférieure de la tige à une des pièces de charpente de la toiture.

i'. Le conducteur qui fait communiquer la tige avec le sol doit y arriver par le plus court chemin , n'avoir aucune solution de contiouilé, et se prolonger jusque dans un puits ou dans un lieu humide , aOn qne la communication soit plus immédiate. Si le terrain était see, il faudrait faire descendre le conducteur de 4 ou 5 mètres dans la terre, et I environner de charbon calciné, de braise (i) ; le coke^ ^t meilleur conducteur, est encore préférable. Du fer ainsi enveloppé, après trente ans, n'avait éprouvé aucune altération. Il serait utile de diriger de ce côté les eaux pluviales. Dans tous les cas, il bol que l'extrémité qui plonge dans la terre ou dans l'eau se divise

'\i Le cliiirbon non calciné ne comluil ni rélcctricité ni la chaleur, cl brùlc facilcloeutdans Tair. Le cluirhon calciné conduit facilement rélectriciié et la chaleur, mais '"•rùle difficilement el s*cleinl dans l'air. Ce dernier a une plus grande densité que '^ pmnier et absorbe moins d'eau ii l'étal de vaiicur uu luir immerbion ([ue lu

Kcttia-.

146 ÉLBGTRICtTÉ STATIQUE.

en plusieurs branches ^ afin que la communication avec le sol soil la plus étendue possible : car c'est là que réside la principale cause d*effîc^cité. de l'appareil (i).

5*". Le conducteur n'a pas besoin d'être isolé ^ par la raison que nous avons donnée plus haut ; on lui fait suivre les murs de l'édifice en le soutenant par des tringles scellées dans les murailles et sur les toits.

G"". La tige et les conducteurs doivent avoir des dimensions suffisantes pour que de fortes décharges ne puissent pas les fondre; ou a reconnu par expérience qu'il suffisait de donner à la partie inférieure de la tige un diamètre de O^'^Oo y et aux conducteurs O^'^Oâo.

7°. La difliculté de former les cx)nducteurs avec des barres de fer a fait imaginer de les remplacer par des cordes en fil de fer : celles de 15 à 16 millimètres de diamètre paraissent suffisantes dans tous les cas. Pour éviter Toxydalion du métal , on couvre ordinairement les conducteurs d*une couche de goudron.

8*. Quand Tédifice renferme des pièces métalliques un peu considérables, telles que des gouttières ou des lames de plomb, il faut les faire communiquer avec le conducteur.

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

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

La figure se? représente la tige d'un paratonnerre , et la figure .<^68 la disposition de la tige et des conducteurs sur un édifice. Tne grande partie de ce qui précède a été extrait du rapport fait à l'Académie par M. Gay-Lussac , au nom d'une commission chargée de rédiger une instruction sur les paratonnerres. < Voyez, pour plus de détails , les Annales de Physique et de Chimie, t. xxvi.)

1010. On a prétendu que les paratonnerres pouvaient avoir de l'influence sur la chute de la grêle ; mais il est évident que ces appareils n'auront quelque efficacité qu'autant que les pointes qui les terminent pourront agir sur les nuages orageux. Dans les vallées fermées par des montagnes élevées et voisines , et qui seraient hcris-

(1) En 175S , le profcsscnr Richmann , de Pélorsbonrg, fut foudroyé pour s*êlri: approché de trop près d*une tige métallique isolée qu'il avait plac6c sur sa maison.

£LBCTRICITÉ développée par la CUALBtR DANS LES CRISTAUX. 147

sëes de paratonnerres , il est très-probable que l'on parviendrait à empêcher la formation de la grêle , parce que ces instruments exerceraient leur influence à des hauteurs suffisantes; mais dans les grandes plaines il paraît difficile d élever des paratonnerres de manière à pouvoir conjurer lorage. Il y a entre la foudre et la grêle cette grande différence : la foudre n éclate que quand l'objet sur lequel elle doit se porter se trouve dans certaines conditions ; la grèie , au contraire , se forme indépendamment des corps sur lesquels elle doit tomber. On conçoit d'après cela que les paratonnerres préservent constamment, et dans toutes les circonstances, des effets de la foudre, et qu'ils ne pourraient empêcher la formation de la grèie qa*aulant que les nuages orageux seraient dans leur sphère d'activité ; ce qui ne peut toujours avoir lieu.