DE L ETINCELLE ELECTRIQUE

Fig. 952.

le bord, comme on le voit en bca (fig. 951 ), ou même se détourner pour venir en longer la surface, comme on le voit en A.

4*85. Couleur de i*étiueeiie électrique. — M. Faraday » reconnu que l'étincelle électrique présente des couleurs différentes dans les divers gaz. Dans l'air, l'oxygène, l'acide chlorhydrique sec, l'étincelle est blanche avec une légère nuance bleuâtre, surtout dans l'air; dans l'azote , elle est bleue ou pourpre, et fait entendre un son remarquable; dans l'hydrogène , la couleur est cramoisie , et disparaît quand on raréûe ce gaz ; dans l'acide carbonique, la couleur est verte et la forme très irrégulière ; dans l'oxyde de carbone , elle est tantôt rouge et tantôt verte; dans le chlore , elle est verte. L'œuf électrique (fig. 950) peut servir à ces sortes d'expériences ; on y introduit successivement , après avoir fait le vide , les gaz qui n'attaquent pas les métaux. On peut

aussi, d'un seul coup d'œil, comparer les couleurs de l'étincelle, au moyen de l'appareil (fig. 952), imaginé par M. E. Becquerel. Les tubes a, a' a", ont été fermés à la lampe, après avoir été remplis de divers gaz. Chacun d'eux est muni de deux bouts de fil de platine c, n, n, traversant le verre, auxquels ils sont scellés, et dont las extrémités intérieures sont, dans tous, également espacées. Les fils de platine sont réunis en n, n. Si l'on fait ensuite communiquer le fil c avec le sol, et le fil b avec une boule sur laquelle on fait jaillir des étincelles électriques, on voit en même temps de semblables étincelles se produire dans chaque tube, et l'on distingue leurs différentes couleurs. M. E. Becquerel a remarqué que la lumière est d'autant plus blanche que la densité propre du gaz est plus grande.

If86. Jeux de l'étlaeelle électrique. — On trouve dans les cabinets de physique une foule d'appareils disposés de manière à multiplier l'étincelle, et à produire des effets variés. Le principe de tous ces appareils est le môme : on colle , en séries, sur du verre, de petits morceaux de feuille d'étain a, b, c, d, c, ( fig. 953 ), laissant entre eux un petit espace. Si l'on fait communiquer l'extrémité a de la série, avec une machine électrique, et l'autre extrémité, avec le sol, l'électricité positive de la machine, arrivée en a, décompose par influence le fluide neutre de 6, l'électricité positive provenant de cette décomposition agit de même sur c, et ainsi de suite jusqu'au dernier morceau d'étain , dont le fluide positif passe dans le sol. Dés que la charge est assez forte en a, l'étincelle jaillit entre a et b. Elle se produit en même temps entre b et c parce que le fluide

Fig. 953.

Fig. 954.

Fig. 955.

négatif de b étant détruit, son fluide positif se porte subitement vers c , et y détermine une nouvelle décomposition de fluide neutre, et l'étincelle part. La destruction du fluide négatif, qui en résulte sur c, détermine de même l'explosion entre t et d ; et ainsi de suite de proche en proche. Ce mouvement se fait avec une telle rapidité, que les étincelles apparaissent au même instant dans tous les intervalles. — Au lieu de petites lames collées sur du verre, on emploie quelquefois des globules métalliques enfilés dans un brin de soie, et séparés par des nœuds.

Tabès et carreaux étlaeelanto. — Quand les morceaux d'étain sont collés sur des tubes de verre , on a les tubes étincelants (fig. 954).

Quand ils sont collés sur des lames de verre; on a les carreaux ou tableaux étincelants. L'abbé Bertholon a surtout varié ces sortes d'appareils : quand il voulait former un dessin dont les lignes se coupaient , il en mettait une partie d'un côté de la lame de verre, et l'autre, du côté opposé. Depuis, on a imaginé une disposition qui permet de former les dessins les plus compliqués sans avoir besoin de se préoccuper de l'entrecroisement des lignes. On colle sur la lame de verre ( fig. 955) une bande d'étain très étroite , allant d'un côté à l'autre, et formant une ligne continue, dont une des extrémités communique avec le sol par le pied de l'instrument, et l'autre aboutit à une sphère placée à la partie supérieure ; et l'on pratique sur cette bande des solutions de continuité , formant un dessin. Si l'on fait arriver de l'électricité par la boule supérieure , il se produit une étincelle à chaque solution de continuité. Plus les parties parallèles sont étroites et rapprochées, plus le dessin peut comporter de petits détails.

Carreau Magique. — On étend sur une lame de verre, une couche d'eau épaissie par de la gomme, et l'on y projette de la limaille métallique , dont les grains restent collés après la dessi cation, de manière à imiter l'aventurine. On fait communiquer l'une des extrémités du carreau ainsi préparé , avec le sol , et l'autre avec une machine électrique, et l'on voit aussitôt (fig. 956) des serpenteaux lumineux circuler à travers les grains métalliques , les uns très brillants et allant d'une extrémité à l'autre , les autres beaucoup plus fins et interrompus après

Fig. 956.

LUMIÈRE ÉLECTRIQUE, 129

avoir parcouru un assez court trajet. Ces serpenteaux changent à chaque instant de figure et de position. Ils sont formés par des séries de petites étincelles qui jaillissent entre les grains métalliques, comme dans les carreaux étincelants, et sont tellement rapprochées qu'elles semblent former des lignes continues. Ces jeux de lumière ont une certaine importance scientifique; nous verrons qu'ils servent de base à l'explication de divers phénomènes.

H. Lumière dans l'eeeolement continu de l'éleotrielté.

*M9. Au lieu de se produire par explosion, comme dans la décharge disruptive, ou par étincelle, qui refoule et divise l'air, la lumière électrique peut être continue, comme nous en avons vu des exemples dans l'œuf électrique, dans les carreaux magiques.

Aigrette. — Lorsque l'électricité s'échappe dans l'air, d'une partie saillante d'un conducteur fortement électrisé positivement, elle présente l'apparence d'une aigrette lumineuse divergente, dont l'éclat, assez vif au point de départ, où se trouve souvent une sorte de pédicule rectiligne de teinte violette, va en diminuant à mesure qu'elle s'épanouit. Cette aigrette est composée de séries ramifiées de points brillants, d'autant plus faciles à distinguer qu'elle est plus grande {fig. 957). Elle fait entendre une sorte de pétillement. Pour produire l'aigrette, on place sur le conducteur d'une forte machine électrique, une petite boule métallique; plus la boule est petite, plus l'aigrette qui s'en échappe est faible, ainsi que le bruit qui l'accompagne. Ce bruit est, en même temps, plus continu, il forme un son plus aigu, et les points Rg. 957.

brillants de l'aigrette sont moins distincts. Si l'on remplace la boule par un petit cylindre arrondi, implanté sur le conducteur, l'aigrette diminue encore. Quand enfin on se sert d'une pointe, l'aigrette n'est plus qu'une lueur continue et silencieuse.

Pour expliquer ces diverses apparences, M. Faraday admet que l'aigrette est composée d'une multitude de petites étincelles qui jaillissent entre les particules de l'air, comme entre les grains des carreaux magiques, et produisent le pétillement observé. Au point de départ, la lumière est plus vive, parce que les molécules d'air qui reçoivent toute l'influence électrique, sont moins nombreuses qu'à une plus grande distance. Pour rendre l'aigrette plus sensible, il suffit, comme on pouvait le prévoir, d'en approcher un corps bon conducteur non isolé. Ce corps se charge, par influence, d'une électricité contraire à celle de la machine, et agit dans le môme sens que cette dernière pour polariser les particules de l'air. Aussi, l'aigrette prend-elle alors des dimensions et un éclat beaucoup plus grands, en se dirigeant du côté [du corps que l'on approche, et présentant des aspects variés qui dépendent de la forme et dès dimensions de ce corps, {fig. 958). Si l'aigrette est plus faible quand la boule est plus m »

petite ou quand elle est remplacée par une pointe , c'est que l'électricité s'échappe plus facilement du conducteur, qui ne peut plus atteindre qu'à une faible charge; les décompositions particulaires ne peuvent donc plus se faire qu'entre les molécules les plus rapprochées de ce conducteur.

M. Weatstone a démontré, par une expérience ingénieuse, que l'aigrette est discontinue et que les décharges moléculaires se transmettent successivement, à cause de la mauvaise conductibilité de l'air. Voici le principe de sa méthode, qu'il a appliquée plus tard à la mesure de la vitesse de l'électricité (4601);

quand on fait tourner un miroir en présence d'un point lumineux, les rayons réfléchis se déplacent d'une quantité angulaire double de celle dont tourne le miroir pendant le même temps ; on voit donc marcher l'image du point lumineux dans le jniroir. Si ce point ne brille que pendant un temps très court, son image parcourra un petit arc d'autant plus étendu que ce temps sera plus long, et que le miroir tournera plus vite. Si plusieurs points brillent les uns après les autres, à chacun d'eux correspondra un arc lumineux, et ces arcs seront plus ou moins en avant les uns des autres. Or, qsjttnl «nMrHurner le miroir en face d'une aigrette, avec une vitesse de i** l fttiefttelMft par seconde, on voit, dans le miroir, une foule de petits «Éongés dans le sens du mouvement et se dépassant les uns les autres ; ce qui prouve la discontinuité de l'aigrette, et en môme tempsla duréeappréciable dechaqueétincellemoléculaire. 4 £87 bis. Différence entre les aigrettes positive et négative. — On peut dire, en général, que l'aigrette formée dans l'air par l'électricité positive est plus belle que celle que donne le fluide négatif. C'est surtout aux pointes que la différence devient sensible : tandis que l'électricité positive forme une gerbe épanouie, le fluide négatif ne donne qu'un point lumineux plus ou moins diffus (fig. 959). Dans l'air raréfié, la différence est moins marquée. Elle n'est pas la même g. 969# dans divers gaz : ainsi, elle est plus prononcée dans Vazote que dans l'air. Dans l'hydrogène et dans Y oxygène, l'aigrette positive diminue, tandis que la négative reste la môme. Dans Y oxyde de carbone et dans Y acide carbonique, les deux aigrettes sont à peu près les mêmes et peu brillantes. On peut, du reste, donner, dans l'air la même apparence à l'aigrette négative qu'à la positive, en fournissant beaucoup plus d'électricité. H. Faraday a conclu de là que les différences proviennent de ce que le fluide négatif s'échappe plus facilement dans l'air que le fluide positif; de manière que , dans les mêmes conditions de production, la charge est toujours moindre quand elle est formée

LUMIERE ELECTRIQUE

de fluide négatif. Nous verrons, en effet, que l'électricité négative se perd plus facilement dans l'air que la positive, et que la différence n'est pas la môme dans les divers gaz, ce qui nous donne un nouveau caractère distinctif entre les deux électricités.

Aigrettes dans l'air raréfié. — Quand on diminue la pression de l'air, les aigrettes se produisent plus facilement, et peuvent atteindre une grande longueur. L'expérience de l'œuf électrique met ce résultat en évidence. Quand on fait passer l'électricité à travers un grand tube (fig. 960) terminé par des viroles métalliques garnies de,pointes, figurées, à part en a et c, après avoir notablement raréfié l'air, on voit de longues aigrettes allant en se ramifiant à partir du point que reçoit le fluide positif. Quand le vide est complet , on ne distingue plus d'aigrette proprement dite , mais le tube est rempli d'une lueur purpurine, qui semble marcher tumultueusement dans le sens de l'électricité positive, et qui augmente d'éclat dans les points dont on approche un corps bon conducteur.

«88. Aigrette* dans différents milieux. — M. Faraday a étudié les aigrettes dans divers gaz. Comme on devait s'y attendre , d'après la nature différente de leurs particules, ces aigrettes présentent des apparences diverses. C'est dans V azote que l'on observe les résultats les plus remarquables : quand ce gaz est raréfié, l'aigrette est magnifique. Dans Yhydrogène, elle est verdàtre, même quand il est raréfié, auquel cas elle se ramifie d'une manière très prononcée. Dans Y oxygène , les résultats sont analogues à ceux qui se produisent dans l'air, mais bien moins brillants. L'oxyde de carbone donne aussi de faibles résultats ; l'aigrette est courte , de couleur verte ; et quand le gaz est raréfié , grise , et d'un très faible éclat. On Fig. 960. peut en dire autant de Y acide carbonique , si ce n'est que la couleur est légèrement pourpre. Enfin, dans Y acide chlorhydrique, il est très difficile d'obtenir des aigrettes , et elles sont encore plus faibles que dans les gaz qui précèdent.

Faraday a aussi obtenu des aigrettes dans l'essence de térébenthine renfermée dans un vase métallique, et dans laquelle il faisait arriver l'électricité par un fil de platine enveloppé d'un tube de verre, excepté à son extrémité. L'aigrette était difficile à obtenir, très petite, et composée de ramifications simples très divergentes, visibles seulement dans l'obscurité la plus profonde.

Tous ces résultats, qui dépendent à un si haut degré de la nature du milieu interposé, sont tout-à-fait indépendants du corps bon conducteur d'où part l'aigrette.

4989. Lumière électrique dans le vide et dans les Tapeurs. — Si, comme le pense M. Faraday, l'aigrette électrique n'est qu'une décharge à travers le milieu ambiant, on ne doit plus apercevoir de lumière électrique dans

Fig, 964.

le vide absolu. Or, le vide le plus parfait que nous puissions faire est le vide

barométrique. Cavendi&h a expérimenté dans cette espèce de vide, au moyen

du double baromètre (fig. 961). anb, est un tube recourbé, dont les deux

branches contiennent des colonnes de mercure qui font équilibre

©à la pression atmosphérique, et plongent dans des cuvettes séparées, n est un espace vide. On met la cuvette a en communication avec une machine électrique, et la cuvette 6, avec le sol ; l'électricité passe d'une cuvette à l'autre à travers les colonnes de mercure et l'espace vide n, qui paraît alors rempli d'une lueur agitée à peine visible. Nous savons que la chambre barométrique n'est pas absolument vide de matière pondérable ; elle renferme de la vapeur de mercure (II, 938), vapeur extrêmement rare, il est vrai ; mais aussi la lueur est excessivement faible, et d'autaut plus que la température étanf plus basse, il y a moins de ces vapeurs.

H. Davy a fait des expériences qui montrent bien l'influence de la température *. Il prit un tube recourbé cr {fig. 962), muni d'un robinet en fer r, et d'une tige de platine t scellée dans le verre. La branche fermée ayant été remplie de mercure bien desséché par l'ébullition , il enleva tout l'air de l'espace c , en faisant le vide par le robinet r. Ayant alors fait communiquer le bouton t avec une machine électrique, et le robinet r avec le sol, il vit dans l'espace c une lueur excessivement faible, quand la température était audessous de 0°. Mais quand elle s'élevait, la lumière devenait de plus en plus visible, et quand le tube était très chaud, elle était vive et de couleur verte. Quand un peu d'air était introduit dans l'appareil, la lumière passait au bleu , puis au pourpre. De rétain pur en fusion ayant été substitué au mercure, et le vide ayant été fait pendant que le tube était plongé dans un bain de métal fondu, et enfin l'appareil ayant été refroidi au-dessous de — 17° ; la lueur se montra encore, mais tellement faible qu'on ne pouvait l'apercevoir que dans l'obscurité la plus complète ; sa couleur était jaunâtre, et l'intensité n'était pas sensiblement augmentée par la chaleur. Davy a fait d'autres expériences en remplaçant le mercure par l'huile d'olive ou le chlorure d'antimoine. La lueur était blanche et faible dans la vapeur d'huile , purpurine et plus vive, dans celle du chlorure d'antimoine ; ces liquides donnent peu de vapeur, surtout l'huile.

Lueurs dans le tube barométrique. — Nous avons déjà vu (1261) que le mouvement du mercure dans le tube du baromètre est accompagné d'une

Fig. 962.

Annales de chimie et de physique, 2e série, t. XX , p. \ 68.

LUMIERE ELECTRIQUE

lueur électrique : le frottement dégage les deux électricités, qui se recombinent aussitôt avec lumière. Pour faire cette expérience avec facilité , on fait un baromètre avec un très long tube, puis on sépare la chambre vide, en fondant le verre à la lampe, comme nous l'avons expliqué dans une autre occasion (11,713) en y laissant quelques gouttes de mercure (fig. 963), que Ton agite dans l'obscurité. On se sert encore de l'appareil représenté (fig. 964) : le tube à renflements /m, de forme circulaire, contient un peu de mercure m. Ce tube

Fig. 963.

faisait d'abord partie de la chambre d'un baromètre, dont on l'a séparé à la lampe, en t. Quand on le fait tourner, le mercure produit des lueurs.

. 4290. Conclusion. — On voit , d'après ce qui pré- pig. 964.

cède , que la lumière électrique s'affaiblit à mesure que l'on diminue la quantité de matière pondérable que contient l'espace qu'elle traverse; ce qui est bien d'accord avec la théorie de M. Faraday.

Dans cette théorie, les lueurs qui environnent les (ils métalliques qui font communiquer avec le sol les conducteurs des fortes machines é'ertriques, sont dues à des actions par influence dans les molécules de l'air environnant, et peuvent se comparer à ces filets lumineux qui accompagnent les serpenteaux des carreaux magiques (1286). La grande machine du Musée Teyler peut rendre lumineux des fils métalliques de 15 à 20m de longueur, qui font écouler dans le sol la quantité énorme d'électricité qu'elle produit. Les lueurs que l'on aperçoit dans l'obscurité autour des corps que l'on électrise par le frottement (1261), sont dues de môme à la recomposition partielle, à travers l'air, des fluides séparés par le frottement. Deux morceaux de sucre que l'on frotte ou que l'on écrase, deux silex que l'on frappe l'un contre l'autre... donnent de semblables lueurs.

On rattache aussi à des effets électriques, la phosphorescence spontanée de certains corps, et celle qui peut être produite dans certains autres par diverses causes. La lumière pâle et sans chaleur appréciable qui constitue la phosphorescence, ressemble, en effet, singulièrement aux lueurs électriques dont nous venons de parler. Nous reviendrons sur ce sujet dans l'optique, en parlant des sources de lumière.

Nous voyons enfin, pour conclure, que la lumière électrique, non seulement n'appartient qu'à l'électricité ou mouvement, mais nous pouvons ajouter maintenant qu'elle est toujours le résultat de la combinaison des deux électricités à travers un milieu pondérable dont la présence est nécessaire à sa manifestation.

S 3. — LOIS DES FORCES ÉLECTRIQUES. DISTRIBUTION DE L'ÉLECTRICITÉ DANS LES CORPS CONDUCTEURS.