PYRO-ÉLECTRICITÉ DES CRISTAUX

ses

éekan>er d'électricité au dehors. Mais Tabsence de résultat tenait à ce que les ftebicités opposées des deux pôles du cristal se retenaient mutuellement par Inr attraction. M. Gaugain ayant eu soin de faire passer dans le sol une de ces fledrîdtés, a pu facilement charger, avec Tautre, un électroscope ordinaire à huilas d*or'. Pour cela, il suspendait la tourmaline par deux fils fins en flitine enroulés autour de ses extrémités, et fixés à un support isolant. Le criital ayant été échauffé, Tun de ces fils était mis en communication avec le knton de Télectroscope, et l'autre avec le sol. Cette dernière extrémité était à fétit neutre, et il est à remarquer que Télectricité de Tautre extrémité s*éten- Ut alors jusque dans la partie moyenne. M. Gaugain a pu mesurer avec fflectroscope, la quantité d'électricité fournie dans un temps donné ; pour cda, il comptait le nombre de fois que les feuilles d'or, en divergeant, venaient Indier les lames de décharge.

Piles de toanaaiiBeB. — Ayant réuni plusieurs tourmalines par les pôles it Déme nom, M. Gaugain obtint un accroissement d'effet considérable. Au Mojen de 15 cristaux, il put charger un carreau fulminant de manière à obtenir faétincelles. Ayant ensuite réuni plusieurs tourmalines bout à bout par les pôles «fposés, il trouva que cette pile ne donnait pas plus d'électricité que chacune fcies parties. 11 semble qu'on peut conclure de là que tous les fragments d'une ■âne tourmaline donnent les mêmes quantités d'électricité ; mais il n'en est ps ainsi, et les plus courts fragments en donnent lODjoars moins que les plus longs, et moins que leeristal entier.

«48S. Relation eaCre les qoaBlliés ittceCrielté et les vitesses de variation h leaipératnre. — M. Becquerel s'est le prelier occupé de cette question : il étudiait l'état betrique d'une tourmaline, par la méthode des «dilations^. Le cnstal c (/?^. iiO-i) était sus- Mdu par un fil de cocon , dans un vase cylin- Hqne dont le fond en cuivre était chauffé par Ile lampe à alcool. Ce cristal pouvait osciller itre deux tiges métalliques verticales communicant avec les pôles opposés d'une pile sèche aa\ et Ton observait le nombre 'oscillations accomplies en 30», aux diverses époques du refroidissement Il de réchauffement. La température du cristal était donnée par le thermomètre t. Cette méthode n'a conduit à aucune loi simple.

H. Gaugain a repris la question sous une forme différente *. Il fait remarier d'abord que, dans la méthode de M . Becquerel, la tourmaline étant isolée.

Fig. 4104.

* Comptef-reniji*» de l'Académie des sciences de Paris, t. XLII, p. 1264.

' Âmalit de chimU et de physique, ï« iérie, t. XXXVlî, p. 6.

^ Cmptes-rendiu de l'Académie des sciences de Paris, t. XLIII, p. 916 et 11Î2.

366 SOURCES D*ÉLECTR1CITÉ.

la tension irait continuellement en augmentant, s*il n*y avait aucune perte oq recomposition des fluides. Il a alors mesuré les quantités d*électricité, en observant le temps nécessaire pour qu'une décharge se produisit par la rencontre des feuilles d'or d'un électroscope, avec ses lames de décharge ; la rapidité Ai dégagement électrique était en raison inverse de ce temps. Voici les lois constatées par ce moyen :

lo La quantité d'électricité que produit une tourmaline qui se refroidit, est proportionnelle à la vitesse du refroidissement. On remarque, en effet, que l'électroscopc donne un plus grand nombre de décharges dans le même teoifi quand on active le refroidissement de la tourmaline par un courant d'air. L'expérience montre en outre que la quantité d'électricité dégagée pour M abaissement de t°, est constante, quel que soit le temps employé pourobteiir cet abaissement. Or, la quantité moyenne d'électricité dégagée en l'est ei raison inverse de ce temps ; il en est de même de l'abaissement de températore en i* ou vitesse moyenne du refroidissement; les dégagements d'électricité sont donc bien proportionnels aux vitesses du refroidissement.

Pour vérifier la loi qui précède, il faut éviter avec soin les déperditions. Il faut aussi que la température de la tourmaline ne dépasse pas 150°; aodessus, la conductibilité détruit une portion considérable des électricités produites: Il ne faut pas non plus que la tourmaline soit trop grosse, car alors le refroidissement ne serait pas le même dans toute son épaisseur, et les parties intérieures n'auraient pas immédiatement leur vitesse de refroidissemat maximum.

2o L'échauffemenl développe autant d'électricité qu'un refroidissement égal de même vitesse. On avait cru pendant longtemps que réchauffement donnait des effets moins prononcés ; mais M. Gaugaio a reconnu que les différences observées provenaient de deux causes : 1 état hygrométrique des tourmalines froides, et la conductibilité de l'air chaud dans lequel on les échauffait. Quaii on refroidissait au contraire la tourmaline, elle se trouvait bien desséchée et entourée d'air froid. M. Gaugain, pour éviter ces causes d'erreur, desséchait la tourmaline avant de l'échauffer, et il ne dépassait pas iOC, poarqie l'air chaud fût à peine conducteur. Il disposait aussi l'électroscopc de manière que les décharges fussent fréquentes lia reconnu ainsi, qu'il faut sensibk* ment le même temps pour obtenir une décharge pendant le réchauffement et pendant le refroidissement. Ce ten'ps a été, par exemple, pour 4 charges successives, 24»; 24»,8; 31%6; 51» pendant réchauffement, et 21»; é; 30%8 ; 51%8 pendant le refroidissement.

1483. Des difTéreMtes sobstanees pyro-électriques. — La toumufint n'est pas le seul cristal qui soit pyro-électrique. Canton a constaté la méae propriété dans la topaze du Î3résil ; Brard, dans Taxinite, et Haùy, dans plasiems autres substances. Ce dernier a reconnu que la pyro-électricité ne se rencontre que dans les cristaux qui dérogent à la loi de symétrie. L'extréfloité h plus chargée de facettes, forme le pôle aniilogxie^ comme chez la tourmalifi^-

COURANTS THCMIO-KLECTRIQUES. 367

M. Bmrster a beaucoup augmenté la liste des cristaux pyro- électriques. MM. Rose et Reiss, qui ont fait un travail étendu sur ce sujet ', n'ont pas obtenu f électricité avec toutes les substances qu*il a signalées; mais, de même que eertaines tourmalines ne sont pas électriques, de même les échantillons observés pouvaient former une exception parmi les cristaux de même espèce.

Les cristaux pyro-électriques sont : la tourmaline, la topaze et Yaxinite, déjà cilées ; le silicate de zinCy la scolézite, la horacite^ la rhodizite, la prehnite, \Atitanite, le gpath pesant et le cristal de roche donnent quelquefois des signes (félectricité quand on les chauffe vivement. Parmi les cristaux artificiels, H. Brewster cite le sucre^ les deux acides racémiqves, et surtout Vacide wiftte. Dans ces divers cristaux, Taxe électrique, ou la ligne qui joint les pôles électriques, ne se confond pas toujours avec Taxe cristallographique ; quelquefois il y a plusieurs axes électriques.

n. Dmrants thenM-éleetriqiitf.

1484. I. ciBCDiTS 01 nusiBUia liTAUX. — M. Seebcck de Berlin a découvert, en 182i , que la chaleur peut produire des courants dans des circuits métalliqoes. Il composa un circuit fermé, avec un barreau de bismuth et une lame de CDivre soudés lun à l'autre. Il fit ensuite chauffer Tune des deux soudures, et le circuit fut parcouru par un courant électrique assez intense pour dévier Taiguille aimantée. Ce courant allait de la soudure chaude à la soudure froide par le cuivre. L'expérience se bit facilement avec l'appareil de la fig. Ii05. La règle ae qui soutient le pivot de l'aiguille aimantée est en bismuth, et la lame de cuivre soudée en aetcpassepar dessus cette aiguille. Au lieu de chauffer la soudure a, on peut la pig. \ ^ 05.

refroidir ; alors le courant change de sens.

M.Œrsted, en annonçant la découverte de M. Seebeck, a proposé de donner à cette sorte de courant le nom de thermo-éleclrique, et de désigner par courant ^iro-^lectrique celui que produisent les piles ordinaires; dénominations généralement adoptées. '^'

Tous les métaux peuvent, à différents degrés, donner des courants thermo> électriques. Pour les observer quand ils sont faibles, on introduit, comme l'a bit le premier M. Becquerel, un multiplicateur dans le circuit. Mais les électricités n'ayant qu'une faible tension et n'éprouvant que très peu de difficulté à se recomposer à travers la soudure, le multiplicateur doit être formé d'un gros fil ^ faisant qu'un petit nombre de tours, afin qu'il ne résiste pas sensiblement

^ Archiref de l'ékclricité de M. A. de La Rive, t. llf, p. 586.

368 SOURCES D*ÉLECTiUGITÉ

au passage du courant. Le sens de ce courant dépend des métaux associés ; ainsi, dans un circuit formé d'antimoine et de cuivre, le courant marche en sens contraire de celui qu*on observe dans le circuit bismuth et cuivre. Dans h liste suivante, due à M. Cumning, chaque métal reçoit prés de la soodin chaude, le fluide positif avec ceux qui le suivent, et le fluide négatif avec ceu qui le précédent: Antimoine^ Arsenic, Fer, Zinc, Or, Cuivre, Lntm, Rhodium, Plomb, Etain, Argent, Manganèse, Cobalt, Palladium, P/otiw, Nickel, Mercure, Bismuth.

L*antimoinc et le bismuth sont aux extrémités delà série; ils donnent, qoaid on les réunit, le courant le plus intense. La lisle qui précède diffère pour quelques métaux de celle qui a été trouvée par M. Yelin, par Nobili, etpir M. Becquerel. Ce dernier physicien a donné la liste suivante :

6 Antimoine, \ Fer, 2 Zinc, 4 Argent, 7 Or, 3 Cuivre, 5 Etain, 9Plowk, 8 Platine, 10 Bismuth,

M. Becquerel remarque que cette liste ressemble à celle des mêmes métam rangés par ordre de capacités calorifiques ; les premiers, qui prennent le fluide positif, ayant la plus grande capacité. Le chiffre qui précède le nom de chaque métal donne Tordre des chaleurs spécifiques déterminées par M. Regiuîolt (II, 897). La conductibilité et la structure cristalline de certains métaux Mt aussi une influence qui explique les difl'érences entre les deux séries ; nous verrons en efl*et que tout ce qui modifie la propagation régulière de la cbalevr, détruit Téquilibre électrique, et détermine un courant.

Courant thermo-éieetriques avee des sobstaMees non aiéUiiliqact, — On peut produire des courants thermo-électriques avec des corps condoc* teurs autres que les métaux, comme le peroxyde de manganèse, le persulfuredi fer, la plombagine. Avec le platine, les deux premiers prennent le fluide né^f, et la plombagine, le fluide positif. Les liquides en contact avec les métaux donnent aussi des courants par la chaleur. Si Ton plonge dans de Teau pure ei alcaline deux lames de platine réunies par un multiplicateur et dont Tune soit chaude et Tautre froide, la lame chaude prend le ïiw'xàe négatif , C'est le contniin dans les acides. M. Mazoli a obtenu un courant, avec une colonne de mercure placée entre deux fils de platine : le mercure était renfermé dans un tuke capillaire placé obliquement et dont il chaufl'ait Textrémité supérieure ; lesdesx fils étaient mis en relation avec un multiplicateur ; le courant marchait de l'extrémité chaufl'ée à Textrémité froide.

4485. Lois relatives h la température. — L'intensité magnétique dci courants thermo-électriques augmente avec la difl'érence de température dei points de jonction. iM. Becquerel a cherché les lois de ce phénomène i. Potf cela, il soudait deux fils métalliques l'un à l'autre par une de leurs extrémitéif et les joignait, par l'autre, avec le fil d'un réomètre. Les points de joodioi étant maintenus à la température de 0° au moyen de glace fondante, il âesàt

1 Annales de chimie et de physique, 2^ série, l. XLI, p. 358.

iph» en plus la température de la soadure, et observait les déviations corres- ■daotes de Taiguille du réométrc. De ces déviations, il concluait les intensités nessives du courant, au moyen de tables que nous apprendrons à construire. SI expériences ont été faites sur les combinaisons métalliques suivantes: Mtrgentj fer-cuivre, cuivre-platiney argent-^tain, cuivre-argent, M. Becquerel tnmvé , pour ces métaux , que Tintensité du courant est proportionnelle à I température, jusqu'à 40"" à 50"", Tune des soudures étant à 0"". Cette li donne le moyen de construire facilement des tables analogues a celles dont 'est servi M. Becquerel, pour rétablir quand les déviations ne dépassaient •»50°.

Si aucune des soudures n'est à 0° , l'intensité du courant n*est pas proporioDoelle à la différence de leur température; mais, si Ton représente ces temléntares par (et t\ l'intensité est égale à la différence entre les intensités la'on obtiendrait si, l'une des soudures étant à 0°, l'autre était successivement ■X températures t eit\

Si l'on dépasse la limite de 50"" , les lois qui précédent ne se vériûent plus , lileDsité du courant croissant de moins en moins. L'accroissement est à peine Ottible vers 300° pour un couple cuivre-fer , puis l'intensité du courant Unue, devient nulle au rouge sombre, et au-delà, le courant change de eus. Dans un couple zinc-argent, le changement de sens a lieu à 225"", et dans (coople ar-2mc, un peu au-delà de iSO"". M. Pouillet n'a pas remarqué de bogement de sens dans le courant d'un couple de fer-platine pour les plus wUi températures. Il a constaté en outre que l'intensité magnétique d'un ■pie bismuth et cuivre est proportionnelle à la température d'une des souires, l'autre étant à 0°, depuis — 78^ jusqu'à 400°.

Les résultats trouvés par M. Becquerel restent les mêmes quand les métaux , B lieu d'être en contact, sont séparés par de la soudure , ou même par une ge formée de un ou plusieurs métaux, pourvu que les extrémités en présence, es métaux considérés, soient élevées h même température que leur surice de jonction quand ils se touchent, ^r prouver ce point, M. Becquerel formé un circuit composé de plusieurs lètanx soudés les uns à la suite des itres : cuivre C {fig, 1106), fer F, Une P, étain E, zinc Z, argent A , rO. Les extrémités de la série sont pig, ^^oe.

lisesen rapport avec le fil d'un réomè-

n, etl'on trouve que la déviation est la même quand, toutes les autres soudures Uot à 0°, on échauffe à 40°, seulement la soudure a, qui joint du fer à du Btrre; ou simultanément les soudures 6 etr, ou (/ et e, entre lesquelles le fer t le cuivre sont séparés par du platine ou de l'étain , ou encore les soudures > 2, entre lesquelles le fer et le cuivre sont séparés par des fils de platine , m 24

370 SOURCES D*ÉLFXTRICITÉ.

cuivre, étain, fer, zinc. Ce résullat montre bien que le courant produit est dé au mouvement de la chaleur, et non au contact des métaux.

i486. ComparalsoM des poavoirs thermo-électriques. — On désigM par pouvoirs thermo-électriques relatifs des couples de métaux réunis deux i deux, les intensités relatives des courants qu*ils fournissent quand on élève h soudure à une température donnée , tous les autres points de jonction (fi peuvent exister dans le circuit étant maintenus à 0''. Pour comparer les poivoirs des différents métaux, il faut évidemment que le circuit reste le mèm dans toutes les expériences. M. Becquerel a employé le circuit {fig, 1106); toutes les soudures étaient à 0°, excepté celle qui joignait les métaux cor»dérés, laquelle était portée à 20°. Le tableau qui suit fait connaître les résalUts obtenus. Les deux métaux associés sont placés Tun au-dessus de Tautre, ceU qui prend le fluide positif en dessus.

+ ^ Fer — ( Etain

cuivre platine

fer cuivre

argent fer cuivre argent

fer platine

cuivre étain

cuivre

Déviations... 36<>,50 iDtensités... 34,24