29, Juillet 1750.
M
ONSIEUR,
Comme vous nous avez engagés dans les Expériences électriques, en envoyant à notre Société Littéraire un Tube avec les instructions nécessaires pour s'en servir; & comme notre respectable Fondateur nous a mis en état de porter ces Expériences à une plus grande perfection par le magnifique présent qu'il nous a fait d'un Laboratoire électrique complet, il est convenable que vous soyez l'un & l'autre informés de tems en tems des progrès que nous faisons à cet égard. Ce fut dans cette intention que j'écrivis, & que je vous envoyais mes premières réfléxions sur ce sujet, desirant, puisque je n'ai point l'honneur d'être en correspondance directe avec ce généreux Bienfaiteur de notre Société littéraire, qu'elles pûssent lui être communiquées par votre entremise. C'est dans cette même vûë que j'écris encore, & que je vous envoye ces nouvelles observations. Si vous n'y trouvez rien d'intéressant (ce qui est très-possible, attendu la multitude de sçavans en Europe qui sont continuellement occupés aux mêmes recherches) elles vous prouveront du moins que nous n'avons pas négligé les instrumens qui nous ont été mis entre les mains, & que, s'ils ne nous ont pas servi à faire des découvertes intéressantes, quelle qu'en puisse être la cause, ce n'est pas manque de zêle ni d'application.
Je suis, &c. B. FRANKLIN.
Sur les propriétés & sur les effets de la matière électrique qui résultent des Expériences & observations faites à Philadelphie. 1749.
§. 1. La matière électrique est composée de particules extrèmement subtiles, puisqu'elle peut traverser la matière commune, même les métaux les plus denses, avec tant de facilité & de liberté qu'elle n'éprouve aucune résistance sensible.
2. Si quelqu'un doutoit que la matière électrique passât à travers la substance des corps, mais seulement sur & le long de leur surface, l'expérience de Leyde faite avec un grand vase de verre électrisé, dont le coup seroit tiré à travers son propre corps suffiroit probablement pour le convaincre.
3. La matière électrique diffère de la matière commune en ce que les parties de celle-ci s'attirent mutuellement, & que les parties de la première se repoussent mutuellement; de-là vient la divergence apparante dans un courant d'écoulemens électriques.
4. Mais quoique les particules de matière électrique se repoussent l'une l'autre, elles sont fortement attirées par toute autre matière 9: ceci doit s'entendre de celle qui en est susceptible.
5. De ces trois choses, sçavoir l'extrême subtilité de la matière électrique, la mutuelle répulsion de ses parties, & la forte attraction entr'elles & une autre matière, il en résulte cet effet, que quand une quantité de matière électrique est appliquée à une masse de matière commune d'une grosseur & d'une longueur sensibles, qui n'a pas déjà acquis sa quantité, elle se répand aussitôt également dans la totalité.
6. Ainsi la matière commune est une espèce d'éponge pour le fluide électrique; une éponge ne recevroit pas l'eau, si les parties de l'eau n'étoient plus petites que les pores de l'éponge: elle ne la recevroit que bien lentement, s'il n'y avoit pas une attraction mutuelle entre ses parties & celles de l'éponge: celle-ci s'en imbiberoit plus promptement, si l'attraction réciproque entre les parties de l'eau n'y mettoit pas un obstacle, puisqu'il doit y avoir quelque force employée pour les séparer: enfin l'imbibition seroit très-rapide, si au lieu d'attraction il y avoit entre les parties de l'eau une répulsion mutuelle qui concourût avec l'attraction de l'éponge. C'est précisément là le cas où se trouvent la matière électrique & la matière commune.
7. Mais dans la matière commune il y a (généralement parlant) autant de matière électrique qu'elle peut en contenir dans sa substance. Si l'on en ajoûte davantage, le surplus reste sur la surface, & forme ce que nous appellons une Atmosphère électrique, & l'on dit alors que le corps est électrisé.
8. On suppose que toute sorte de matière commune n'attire pas ni ne retient pas la matière électrique avec une égale force & une égale activité pour les raisons que nous donnerons dans la suite, & que les corps appellés originairement électriques, comme le verre, &c. l'attirent & la retiennent plus fortement, & en contiennent la plus grande quantité.
9. Nous sçavons que le fluide électrique est dans la matière commune, parce que nous pouvons le pomper & l'en faire sortir par le moyen du globe ou du tube: nous sçavons que la matière commune en a à peu près autant qu'elle en peut contenir, parce que, quand nous en ajoûtons un peu plus à une portion quelconque, cette quantité ajoûtée n'y entre point, mais forme une atmosphère électrique: & nous sçavons que la matière commune n'en a pas (généralement parlant) plus qu'elle n'en peut contenir; autrement toutes ses parties détachées se repousseroient l'une l'autre, comme elles font constamment, lorsqu'elles ont des atmosphères électriques.
10. Nous ne sommes pas encore instruits des usages avantageux attachés à ce fluide électrique dans la création, quoique nous ne puissions douter qu'il n'y en ait, & même de très-considérables; mais nous pouvons apercevoir quelques pernicieuses conséquences, qui résulteroient d'une plus grande proportion de ce fluide; car si ce globe où nous vivons, en avoit autant à proportion que nous en pouvons donner à un globe de fer, de bois, ou autre chose semblable, les particules de poussière, ou d'autre matière légère, qui en sont détachées, non-seulement se repousseroient l'une l'autre par la vertu de leurs atmosphères électriques séparées, mais encore seroient repoussées de la terre & seroient difficilement amenées à s'y réunir. Dès-là notre air seroit continuellement & de plus en plus embarrassé de matières étrangéres, & cesseroit d'être propre pour la respiration. Cette réfléxion nous présente une nouvelle occasion d'adorer cette souveraine Sagesse qui a fait toutes choses avec poids & mesure.
11. Si l'on suppose une portion de matière commune entièrement dépourvûë de matière électrique, & que l'on en approche une simple particule de cette dernière, elle sera attirée, entrera dans le corps, & prendra place dans le centre, ou à l'endroit dans lequel l'attraction est égale de toutes parts; s'il y entre un plus grand nombre de particules électriques, elles prennent leur place dans l'endroit où la balance est égale entre l'attraction de la matière commune & leur propre répulsion mutuelle. On suppose que ces particules forment des triangles dont les côtés se raccourcissent à proportion que leur nombre augmente, jusqu'à ce que la matière commune en ait tant attiré que tout son pouvoir de comprimer les triangles par l'attraction, soit égal à tout leur pouvoir de s'étendre elles-mêmes par la répulsion, & alors cette portion de matière n'en recevra plus.
12. Lorsqu'une partie de cette quantité naturelle de fluide électrique est chassée d'une portion de matière commune, on suppose que les triangles formés par le reste s'élargissent par la répulsion mutuelle des parties jusqu'à ce qu'ils occupent cette portion en entier.
13. Lorsque la quantité de fluide électrique qui a été enlevée à une portion de matière commune, lui est renduë, elle y entre, les triangles dilatés étant comprimés de nouveau, jusqu'à ce qu'il y ait place pour la totalité.
14. Pour expliquer ceci, prenez deux pommes ou deux boules de bois, ou d'autre matière, chacune ayant sa quantité naturelle de fluide électrique; suspendez-les au plat-fond par des fils de soye: appliquez le fil d'archal d'une bouteille bien chargée que vous tiendrez à la main, à l'une de ces boules A. (Fig. 1.) & elle recevra du fil d'archal une quantité de fluide électrique, mais elle ne s'en imbibera point, en étant déjà pleine. C'est pourquoi le fluide volera autour de sa surface, & y formera une atmosphère électrique. Amenez A en contact avec B, & elle lui communiquera la moitié du fluide électrique qu'elle a reçû; de sorte que toutes deux auront une atmosphère électrique, & par conséquent se repousseront l'une l'autre: supprimez ces atmosphères en touchant les boules, & laissez-les dans leur état naturel, alors ayant attaché un bâton de cire d'Espagne au milieu de la bouteille pour lui servir de manche, appliquez-en le fil d'archal à A, & qu'en même-tems les parois de cette bouteille touchent B; de cette sorte une quantité de fluide électrique sera chassée de B, & poussée sur A, ainsi A aura un excès de ce fluide électrique qui forme une atmosphère autour de lui, & B sera privé éxactement de cette même quantité: maintenant ramenez les boules en contact, & l'atmosphère électrique ne sera pas divisée entre A & B dans deux plus petites atmosphères comme ci-devant, car B absorbera toute l'atmosphère de A, & les deux boules se retrouveront dans leur état naturel.
15. La forme de l'atmosphère électrique est celle du corps qu'elle environne. Cette forme peut être renduë visible dans un air calme, en excitant une fumée de résine séche, que l'on versera dans une cuillier à caffé sous le corps électrisé; elle sera attirée & s'étendra d'elle-même également sur tous les côtés, couvrant & cachant le corps. Elle prend cette forme, parce qu'elle est attirée de tous les côtés de la surface du corps, quoiqu'elle ne puisse entrer dans sa substance qui est déjà remplie; sans cette attraction, elle ne demeureroit pas autour du corps, mais elle se dissiperoit en l'air.
16. L'atmosphère des particules électriques qui environnent une sphère électrisée, n'est pas plus disposée à l'abandonner, ni plus aisément tirée d'un côté de la sphère que de l'autre, parce qu'elle est également attirée de toutes parts. Mais ce cas n'est pas le même pour les corps d'une autre figure. Dans un cube elle est plus facilement tirée des angles que des surfaces planes, & ainsi des angles d'un corps de toute autre figure, & toujours plus facilement de l'angle le plus aigu. Si donc un corps figuré comme A B C D E dans la Fig. 2. est électrisé, ou à une atmosphère qui lui soit communiquée; & si nous considérons chaque côté comme une base sur laquelle les particules électriques reposent, & par laquelle elles sont attirées, on peut voir en imaginant une ligne de A en F, & une autre de F en G, que la portion d'atmosphère enfermée dans F A E G, a la ligne A E pour base. De même la portion d'atmosphère enfermée dans H A B I, a la ligne A B pour base, & pareillement la portion enfermée dans K B C L, a B C pour appui, & de même sur l'autre côté de la figure. Maintenant si vous tirez cette atmosphère avec quelque corps poli & émoussé, & que vous l'approchiez du milieu du côté A B, il faut venir fort près avant que la force de votre attracteur excède la force ou le pouvoir, avec lequel ce côté maintient son atmosphère: mais il y a une petite portion entre I B K, qui a moins de surface pour s'y appuyer & en être attirée que les portions voisines, tandis qu'il y a d'ailleurs une répulsion mutuelle entre ses particules & les particules de ces portions; vous pouvez donc venir à bout de la tirer avec plus de facilité, & à une plus grande distance. Entre F A H, il y a une plus grande portion qui a encore une moindre surface pour s'y appuyer & pour en être attirée; c'est pourquoi vous pouvez toujours l'enlever plus facilement. Mais la plus grande facilité se rencontre entre L C M, où la quantité est la plus abondante, & où la surface pour l'attirer & la retenir est la plus petite. Lorsque vous avez enlevé une de ces portions angulaires du fluide, une autre prend sa place, par un effet de la fluidité naturelle & de la répulsion mutuelle dont nous avons parlé ci devant; & ainsi l'atmosphère continuë de couler vers cet angle comme un courant, jusqu'à ce qu'il n'en reste plus. Les extrémités de ces portions d'atmosphère sur ces parties angulaires sont pareillement à une plus grande distance du corps électrisé, comme on le peut voir, en jettant les yeux sur la figure. La pointe de l'atmosphère de l'angle C étant beaucoup plus loin de C qu'aucune partie de l'atmosphère sur les lignes C B, ou B A; & outre la distance qui résulte de la nature de la figure, là où l'attraction est moindre, les particules doivent naturellement s'étendre à une plus grande distance par leur mutuelle répulsion.
Sur ces principes fondamentaux nous supposons que les corps électrisés déchargent leur atmosphère sur les corps non électrisés avec plus de facilité & à une plus grande distance de leurs angles & de leurs pointes que de leurs côtés unis. Les pointes la déchargent aussi dans l'air, lorsque le corps a une trop grande atmosphère électrique, sans qu'il soit besoin d'approcher quelque corps non-électrique, pour recevoir ce qui est chassé; car l'air, quoiqu'originairement électrique, a toujours plus ou moins d'eau, ou d'autres matières non-électriques mêlées avec lui, lesquelles attirent & reçoivent ce qui est ainsi déchargé.
17. Mais les pointes ont la propriété de tirer, aussi bien que de pousser le fluide électrique à de plus grandes distances que ne le peuvent faire les corps émoussés; c'est-à-dire, que comme la partie pointuë d'un corps électrisé déchargera l'atmosphère de ce corps, ou la communiquera plus loin à un autre corps, de même la pointe d'un corps non électrisé tirera l'atmosphère électrique d'un corps électrisé de beaucoup-plus loin qu'une partie plus émoussée du même corps non-électrisé ne le pourroit faire. Ainsi une épingle tenuë par la tête, & présentée par la pointe à un corps électrisé, tirera son atmosphère à un pied de distance; mais si la tête étoit présentée au lieu de la pointe, le même effet n'en résulteroit pas. Pour concevoir ceci, nous pouvons considérer que, si une personne debout sur le plancher, tiroit l'atmosphère électrique d'un corps électrisé, une pince de fer & une aiguille à tricoter émoussée tenuës alternativement dans la main, & présentées à cette intention ne l'attireroient pas avec des forces différentes, à proportion de leurs différentes masses. Car l'homme, & ce qu'il tient dans la main, soit grand, soit petit, sont unis avec la masse commune de la matière non-électrisée; & la force avec laquelle il tire, est la même dans les deux cas, puisqu'elle consiste dans la différente proportion d'électricité dans le corps électrisé & dans cette masse commune. Mais la force avec laquelle le corps électrisé retient son atmosphère en l'attirant, est proportionnée à la surface sur laquelle les particules sont placées. Par éxemple, quatre pieds quarrés de cette surface retiennent leur atmosphère avec quatre fois autant de force qu'un pied quarré retient son atmosphère; & comme en arrachant les crins de la queuë d'un cheval, un degré de force insuffisant pour en arracher une poignée à la fois, suffiroit pour la dépouiller crin à crin; de même un corps émoussé que l'on présente, ne sauroit tirer plusieurs parties à la fois; mais un corps pointu, sans une plus grande force, les enléve aisément partie par partie.
18. Ces explications du pouvoir & de l'opération des pointes, lorsqu'elles se présentèrent à moi pour la première fois, & tandis qu'elles rouloient dans mon esprit, me parurent satisfaire à toutes les difficultés; cependant depuis que je les ai mises par écrit & rapellées à un examen plus sévère & plus réfléchi, j'avouë de bonne foi qu'il me reste quelque doute à cet égard. Mais n'ayant rien de mieux pour le présent à vous offrir à leur place, je ne les rejette pas absolument; car une mauvaise solution que l'on lit, & dont on découvre les défauts, donne souvent occasion à un Lecteur ingénieux d'en trouver une plus parfaite.
19. Le plus important pour nous n'est pas de sçavoir de quelle manière la nature exécute ses loix; il nous suffit de connoître les loix elles-mêmes. C'est un avantage réel de sçavoir qu'une porcelaine abandonnée en l'air sans être soutenuë, tombera & se brisera immanquablement; mais de sçavoir comment elle tombe & pourquoi elle se brise c'est une matière de pure spéculation. Ces connoissances sont agréables à la vérité, mais sans elles nous pouvons garantir notre porcelaine.
20. Ainsi dans le cas présent il pouroit être de quelque usage pour le genre humain de connoître le pouvoir des pointes, quoique nous ne fussions jamais en état d'en donner une explication précise. Les expériences suivantes montrent ce pouvoir. J'ai un premier conducteur fort large, composé de plusieurs feüilles minces de carton, ajusté en forme de tube d'environ dix pieds de longueur & d'un pied de diamètre. Il est couvert de papier d'Hollande relevé en bosse & presque tout doré.
Cette large surface métallique soutient une atmosphère électrique beaucoup plus grande que n'en soutiendroit une verge de fer cinquante fois plus pesante. Il est suspendu par des fils de soye; & lorsqu'il est chargé, il frappe à environ deux pouces de distance, un coup assez fort pour causer de la douleur aux articulations du doigt. Qu'un homme sur le plancher présente la pointe d'une aiguille à 12. pouces ou plus de distance; tandis que l'aiguille est ainsi présentée, le conducteur ne sauroit être chargé, la pointe tirant le feu aussi promptement qu'il est poussé par le globe électrique: chargez-le, & présentez alors la pointe à la même distance, & il sera déchargé en un instant. Dans l'obscurité vous pouvez voir une lumiére sur la pointe, lorsqu'on fait l'expérience, & si la personne qui tient la pointe est sur un gâteau de cire, elle sera électrisée en recevant le feu à cette distance. Essayez de tirer de l'électricité avec un corps émoussé, tel qu'un morceau de fer arondi & poli à l'extrémité (je me sers du poinçon d'un Orfévre, de l'épaisseur d'un pouce) il faut que vous l'approchiez à la distance de trois pouces, avant de pouvoir faire l'opération, & elle se fait alors avec un coup & un craquement. Comme le tube de carton pend librement sur des fils de soye, lorsque vous en approchez le morceau de fer, il s'avance pareillement vers ce morceau de fer, étant attiré pendant tout le tems qu'il est chargé; mais si au même instant la pointe est présentée comme auparavant, il se retire, parce qu'il est déchargé par la pointe.
«On ne doit pas prendre à la rigueur tout ce que M. Franklin dit ici du pouvoir & de l'effet des pointes, comme l'ont observé plusieurs de ses Critiques; mais aussi il s'en faut beaucoup qu'on doive tirer de leurs observations toutes les conséquences qu'ils prétendent en résulter. L'un accorde un avantage considérable aux corps pointus sur ceux qui sont arondis ou émoussés, soit pour pousser, soit pour tirer la matière électrique; & veut que la première observation de cet effet soit attribuée à un Européen, comme si notre auteur cherchoit à s'en emparer lui-seul; un autre pour avoir remarqué qu'une pointe d'aiguille présentée à un pied de distance d'un conducteur n'empêche pas qu'on n'en tire quelques étincelles, s'imagine avoir fait une des plus importantes découvertes: que le pouvoir des pointes est une chimère, & que toute la Théorie du Tonnerre est détruite par cette seule observation; d'autres enfin se laissant emporter au gré de leur imagination, vont s'égarer dans des sistêmes dont l'obscurité fait le seul mérite. Mais il n'est pas encore tems de parler de ces différens sentimens; le détail en trouvera mieux sa place dans la suite de cet ouvrage.»
M
ONSIEUR,
Je fais aux principales questions contenuës dans votre lettre du 28. du courant, une réponse telle que l'embarras de mes affaires présentes me le permet, & je vous demande la permission de vous renvoyer à la dernière piéce du recueil imprimé de mes écrits, pour vous expliquer plus amplement la différence entre ce qui est apellé électrique par soi & non électrique. Quand vous aurez eu le tems de lire & d'examiner ces écrits, je tâcherai de faire quelques-unes des nouvelles expériences que vous proposez, & que vous croyez plus capables de nous éclairer & de nous satisfaire l'un & l'autre sur ce sujet. Je vous serai toujours fort obligé de me communiquer les remarques, objections, &c. qui peuvent se présenter à vous.
Je suis avec un sincère respect, Votre très-humble & très-obligé serviteur, B. FRANKLIN.
Auxquelles on renvoye dans la
Lettre précédente.
1e. Question. En quoi consiste la différence entre un corps électrique & un corps non-électrique?
§ 21. Réponse. Les termes électrique par soi & non-électrique furent d'abord employés pour distinguer les corps dans la fausse supposition que les seuls corps apellés électriques par soi, contenoient dans leur substance la matiére électrique qui pouvoit être excitée par le frottement, être produite & en être tirée, & communiquée à ceux que l'on apelloit non-électriques, que l'on supposoit dépourvûs de cette matière; car le verre, &c. étant frotté, donnoit des signes qu'il contenoit de cette matière en piquant le doigt, en attirant & repoussant, &c. & qu'il pouvoit communiquer cette vertu aux métaux & à l'eau.
On découvrit dans la suite que le frottement du verre ne produisoit pas la matière électrique, à moins que l'on ne conservât une communication entre le corps frottant & le plancher; & les expériences suivantes prouvèrent que la matière électrique étoit réellement tirée de ces corps, que l'on avoit cru d'abord n'en contenir aucune: alors on douta que le verre & les autres corps apellés électriques par soi, eussent réellement en eux-mêmes quelque matière électrique; puisque, selon les apparences, ils n'en fournissoient aucune autre que celle qu'ils tiroient d'abord de ces corps qui avoient été appellés non électriques; mais quelques-unes de mes expériences prouvent que le verre en contient une grande quantité; & je soupçonne à présent qu'elle est répanduë assez également dans toute la matière du globe terrestre.
Dès-lors on peut abandonner, comme impropres, les termes électrique par soi, & non-électrique; & puisque la seule différence est que quelques corps conduisent la matière électrique, & que les autres ne la conduisent pas, on peut mettre en leur place les termes conducteurs & non-conducteurs.
Si quelque partie de matière électrique est appliquée à un morceau de matière conductrice, elle le pénètre, coule au travers, ou se répand également sur sa surface; si elle est appliquée à un morceau de matière non conductrice, elle ne fera ni l'un ni l'autre. Il n'y a de conducteurs parfaits de la matière électrique, que les métaux & l'eau; les autres corps ne le sont qu'à proportion qu'il entre dans leur composition du mêlange de ceux-ci; s'il n'y en a pas plus ou moins, ils ne seront point du tout conducteurs. 10 Ceci, soit dit en passant, montre entre les métaux & l'eau un nouveau rapport que l'on ignoroit jusqu'à présent.
Note 10: (retour) Cette proposition a été trouvée depuis trop générale: M. Wilson ayant découvert que la cire fonduë & la résine sont aussi conducteurs. On pourroit y ajoûter beaucoup d'autres exemples semblables, comme celui de l'eau qui est un des plus excellens conducteurs d'électricité tant qu'elle conserve sa fluidité, & qui cesse de l'être, dès qu'elle la perd.
Je vais tâcher d'éclaircir cela par une comparaison, qui cependant n'en peut donner qu'une foible analogie. La matière électrique passe au travers des conducteurs, comme l'eau passe au travers d'une pierre poreuse, ou se répand sur leur surface, comme l'eau se répand sur une pierre moüillée; mais quand cette matière est appliquée à des corps non conducteurs, c'est comme l'eau qui dégoutte sur une pierre grasse; elle ne la pénétre point, ne passe point à travers, ne s'étend point sur sa surface; mais elle reste par gouttes sur les endroits où elle tombe. Voyez à cet égard ma dernière piéce imprimée.
2e. Question. Quels sont les effets de l'air dans les expériences électriques?
22. Réponse. Voici tous ceux que j'ai remarqués jusqu'à présent; l'air humide reçoit & conduit la matière électrique à proportion de son humidité; l'air parfaitement sec ne le fait point du tout; l'air doit donc être mis dans la classe des non-conducteurs. L'air sec aide à fixer l'atmosphère électrique autour du corps qu'elle environne, & en empêche la dissipation; car dans le vuide elle se dissipe aisément, & les pointes agissent plus fortement; c'est-à-dire, elles poussent ou attirent la matière électrique plus librement & à de plus grandes distances; en sorte que l'air survenant met quelque sorte d'obstacle à ce qu'elle passe d'un corps à un autre. Une bouteille électrique bien propre garnie de son fil-d'archal, remplie d'air au lieu d'eau, ne se chargera, & ne donnera pas plus de choc que si elle étoit remplie de verre pulvérisé; mais étant vuide d'air, elle produit autant d'effet que si elle étoit remplie d'eau. Cependant une atmosphère électrique & l'air ne semblent pas s'exclure l'un l'autre, car nous respirons librement dans une pareille atmosphère, & l'air sec passeroit au travers de cet atmosphère, sans la déplacer ni la disperser. Je doute que le vent Nord-ouest, le plus sec & le plus fort, pût la dissiper.
23. J'électrisai une fois une grosse boule de liége suspenduë au bout d'un fil de soye, long de trois pieds, dont je tenois l'autre bout dans mes doigts: je la fis tourner cent fois en rond comme une fronde, le plus rapidement qu'il me fut possible: elle n'en conserva pas moins son atmosphère électrique, quoiqu'elle eût nécessairement traversé 800. verges 11 d'air, en supposant que dans la rotation mon bras augmentoit d'un pied le demi-diamètre du cercle.
Par l'air parfaitement sec, j'entens le plus sec, que nous puissions avoir; car peut-être n'en avons-nous jamais qui soit parfaitement purgé d'humidité. Une atmosphère électrique formée autour d'un gros fil-d'archal introduit dans une grosse bouteille pleine d'air, n'en fait pas sortir la moindre partie de cet air; & si on détruit cette atmosphère, aucun air ne s'y précipite, comme je l'ai découvert par une expérience très-curieuse, faite avec soin; d'où nous avons conclu que l'élasticité de l'air n'en est point du tout affectée.
18. Juillet 1747.
M
ONSIEUR,
La peine indispensable de copier de longues lettres, qui peut-être, lorsqu'elles vous sont renduës, ne contiennent rien de nouveau ou d'intéressant pour vous (tant est rapide le progrès que l'on a fait en Europe dans l'Électricité) me décourage presque de vous en écrire davantage sur ce sujet. Je ne puis cependant me dispenser de vous communiquer encore quelques observations sur la merveilleuse bouteille de M. de Muschenbroek.
§. 24. Le corps non-électrique contenu dans la bouteille, étant électrisé, diffère du corps non-électrique électrisé hors de la bouteille, en ce que le feu électrique du dernier est accumulé à sa surface, & forme librement à l'entour une atmosphère électrique d'une étenduë considérable; au lieu que le feu électrique est comprimé dans la substance du premier que le verre borne de toutes parts. 12
25. En même-tems que le fil-d'archal & le dedans de la bouteille, &c. sont électrisés positivement ou plus, le dehors de la bouteille est électrisé négativement ou moins dans une éxacte proportion; c'est-à-dire, que telle que soit la quantité de feu électrique qui passe dans l'intérieur, il en sort de l'extérieur une égale quantité. Pour concevoir ceci, supposez que la quantité commune d'électricité dans chaque surface de la bouteille, avant le commencement de l'opération soit égale à 20; supposez encore qu'à chaque coups de tube, ou à chaque tour du globe il y entre une quantité égale à 1; alors après le premier coup la quantité contenuë dans le fil-d'archal & le dedans de la bouteille sera 21, dans le dehors elle ne sera plus que 19: après le second la partie intérieure aura 22, l'extérieure 18: & ainsi après le le vingtième coup, la partie intérieure aura une quantité de feu électrique égale à 40; celle de la partie extérieure sera égale à zero, & l'opération finit là, car il n'en peut plus être poussé dans la partie intérieure, lorsqu'il n'en peut plus être tiré de la partie extérieure. Si vous essayez d'en introduire davantage il est rejetté par le fil-d'archal, ou casse la bouteille avec un craquement sensible.
26. L'équilibre ne sauroit être rétabli dans la bouteille par la communication intime ou le contact des parties, mais seulement par une communication formée au dehors de la bouteille entre l'intérieur & l'extérieur, par le moyen de quelque corps conducteur qui les touche tous deux, soit en même-tems, auquel cas l'équilibre est rétabli avec une violence & une rapidité inexprimables; soit alternativement, auquel cas il est rétabli par dégrés.
27. Comme il ne peut plus être poussé de feu électrique au dedans de la bouteille, lorsque tout celui du dehors est épuisé; de même dans une bouteille non encore électrisée, on ne sauroit en pousser dans le dedans, lorsqu'il n'en peut sortir du dehors: ce qui arrive ou quand le fond est trop épais, ou quand la bouteille est placée sur un corps originairement électrique. Et réciproquement lorsque la bouteille est électrisée, on ne peut tirer de son intérieur, qu'une assez petite quantité de feu électrique, en touchant le fil-d'archal, à moins qu'une quantité égale ne puisse en même-tems être renduë à l'extérieur. Ainsi posez une bouteille électrisée sur un verre net, ou sur de la cire séche, & vous aurez beau toucher le fil-d'archal, vous n'en pourrez tirer d'étincelle. Posez-la sur un corps non électrique, touchez le fil-d'archal, & le feu en sortira en très-peu de tems; mais il sortira beaucoup-plus vîte encore, si vous formez une communication directe, comme il a été dit ci-dessus, tant ces deux états d'électricité le plus & le moins sont merveilleusement combinés, & balancés dans cette bouteille miraculeuse; ils sont disposés & proportionnés entr'eux d'une manière qui surpasse mon intelligence. La bouteille électrisée est en sens contraire comme le récipient de la machine pneumatique, dont on a vuidé l'air: si l'on ouvroit le robinet l'équilibre seroit rétabli dans un instant au dedans & au dehors du récipient; mais ici, nous avons une bouteille qui contient en même-tems un plein de feu électrique, & un vuide de ce même feu; & quoique le passage de l'un à l'autre paroisse libre, que le plein presse violemment pour se dilater, & que le vuide affamé semble attirer avec une égale violence pour se remplir, l'équilibre ne peut cependant être rétabli entr'eux que par le moyen d'une communication au dehors de la bouteille.
L'ébranlement des nerfs, ou plutôt la convulsion est occasionnée par le passage subit du feu à travers le corps qui le transmet du dedans au dehors de la bouteille: le feu prend la voye la plus courte, comme M. Watson l'a judicieusement observé; mais il ne paroît par aucune expérience, qu'afin qu'une personne reçoive le coup, la communication avec le plancher lui soit nécessaire. Car celui qui tient la bouteille d'une main, & qui touche de l'autre le fil-d'archal, sera également frappé, quoique ses souliers soient secs, ou même qu'il soit sur un gâteau de cire, comme dans toute autre circonstance. Pour ce qui est de l'attouchement du fil-d'archal ou du canon du fusil (car cela revient au même) le feu ne passe point du doigt qui touche au fil-d'archal, comme on le suppose, mais du fil-d'archal au doigt; de là traversant le corps, il passe à l'autre main, & ainsi jusqu'à l'extérieur de la bouteille.
Qui confirment ce qui vient d'être
avancé.
P
lacez une fiole électrisée
sur de la cire; tenez à la main une
petite boule de liége suspenduë
par un fil de soye séche: approchez-la
du fil-d'archal, elle sera
d'abord attirée & ensuite repoussée.
Lorsqu'elle est dans cet état
de répulsion, baissez la main, afin
que la boule se trouve vis-à-vis le
fond de la bouteille; elle sera
promptement & fortement attirée
jusqu'à ce qu'elle ait communiqué
son feu.
Si la bouteille avoit, comme son fil-d'archal, une atmosphère électrique, le liége électrisé seroit également repoussé par l'une comme par l'autre.
«Quand on tient dans sa main une bouteille bien électrisée, on aperçoit sur tout dans l'obscurité une aigrette lumineuse au haut du crochet, & on entend le sifflement de la matière électrique qui s'échape dans l'air par cette voye. Si dans cet état l'on pose la bouteille sur un support électrique de verre, de résine, &c. l'aigrette disparoît & le sifflement cesse. Cette observation suffiroit seule pour prouver que la bouteille doit se décharger plus lentement quand elle est sur un support électrique, que quand elle est sur un non-électrique. Un célebre Physicien a cependant cru remarquer le contraire; & c'est sur sa parole que le critique de M. Fr. sans s'être assûré par lui-même de la vérité du fait, lui adresse cette question 13: Pourquoi dans vos expériences la posez-vous toujours (cette bouteille) sur de la cire ou sur du verre? Ne savez-vous pas, continue-t-il, qu'étant ainsi placée sur un corps originairement électrique, elle perd promptement sa vertu?
»Voici les précautions que j'ai prises pour faire cette expérience.
1º. J'ai choisi deux bouteilles les plus égales qu'il m'a été possible de trouver en matière, en forme, en dimensions, en poids & en capacité: 2º. Les tenant toutes deux à la main, je les ai électrisées également & en même tems au même conducteur; & pour m'assûrer qu'elles étoient également chargées, j'ai fait toucher le crochet de l'une à celui de l'autre: 3º. Je les ai ensuite posées en même-tems l'une sur un plateau de verre, l'autre sur un plateau de bois à peu près égal, placés sur une table l'un à un bout, & l'autre à l'autre, au milieu d'une chambre. 4º. Après les avoir laissées en cet état pendant plusieurs heures, j'ai fait l'expérience de Leyde avec chacune de ces deux bouteilles, & j'ai trouvé que la commotion donnée par la bouteille posée sur le support électrique, étoit la plus forte.
»Après avoir recommencé plusieurs fois la même expérience, tantôt de la même façon, & tantôt en changeant les bouteilles de place, j'ai toujours eu le même succès. On doit en conclure que notre Critique n'a pas raison d'éxiger de M. Fr. que la bouteille électrisée soit placée sur un support non électrique pour faire la première expérience.
»Objecter que si l'on veut de bonne foi savoir & montrer l'état naturel & véritable de la surface extérieure ou du bas de la bouteille, il ne faut la poser ni sur de la cire ni sur du verre, puisque cela-seul peut faire changer d'état à l'une des deux surfaces, & qu'il convient de la laisser dans toutes les circonstances où elle étoit lorsqu'on la chargeoit d'électricité, &c. c'est faire connoître qu'on n'entend pas ce dont il s'agit, ou tout au moins que l'on perd son point de vûe; c'est oublier que la bouteille électrisée est dans un état tout opposé à celui de la bouteille qu'on électrise. Celle-ci reçoit sur une de ses surfaces, & perd d'autant sur l'autre; ce qui se passe en celle-là est précisément le contraire, & encore quelque chose de plus, si la bouteille est soutenuë sur un support électrique. M. Fr. a donc raison de la mettre dans la situation la plus favorable à ses vuës, lorsqu'il veut éprouver la force, l'effet, la différence & la manière d'être de chacune de ses surfaces. L'on sent bien que s'il traitoit la bouteille électrisée comme on veut le lui enseigner, il trouveroit en pure perte & la force & l'effet d'une de ses surfaces. Ingénieux comme l'est cet illustre Américain, consommé dans les recherches électriques, où il a fait lui-seul plus de progrès que tous les autres physiciens ensemble, pouvons-nous douter qu'il n'ait tenté des moyens aussi simples que ceux qu'on veut lui apprendre?»
Fig. 3. D'un fil-d'archal courbé (a) & affermi sur une table, faites pendre un fil de lin (b) à distance d'un demi-pouce du ventre de la fiole (c) électrisée & posée sur de la cire: touchez avec le doigt le fil-d'archal de la fiole à plusieurs reprises; & à chaque attouchement vous verrez le fil aussitôt attiré par la bouteille. (Cette expérience réussit encore mieux avec un vinaigrier, ou tel autre vase bombé qu'on voudra.) Dès que vous tirez du feu de la partie intérieure en touchant le fil-d'archal, la partie extérieure de la bouteille en attire une égale quantité par le fil.
Fig. 4. Faites tenir un fil-d'archal dans le plomb dont le bas de la bouteille est armé (d), de sorte qu'en faisant un coude pour se relever perpendiculairement, l'anneau qui le termine se trouve de niveau avec le haut ou l'anneau du fil-d'archal qui entre dans le liége (e) à trois ou quatre pouces de distance. Alors électrisez la bouteille & posez-la sur de la cire. Si un morceau de liége suspendu par un fil de soye tombe entre les deux fils-d'archal, il jouëra continuellement de l'un à l'autre jusqu'à ce que la bouteille ne soit plus électrisée: la raison en est qu'il charrie & apporte le feu du dedans au dehors de la bouteille jusqu'à ce que l'équilibre soit rétabli.
«Les objections que l'on fait contre cette troisiéme expérience, ou plutôt les faits que l'on oppose aux conséquences qui en résultent, doivent être partagés en deux classes. Je vais répondre à ceux de la premiere, & ceux de la seconde trouveront place ailleurs; notre auteur ayant examiné à fond la différence que l'on a remarquée entre un corps électrisé par un globe de verre, & un autre électrisé par un globe de soufre. 14.
»Comment notre critique, si clairvoyant d'ailleurs, a-t-il pû méconnoître l'effet des pointes dans l'expérience qu'il propose pour objection, pag. 102 & 103? Il avoit déjà déclaré dans la page précédente qu'il préféroit une petite feuille de métal aux boulettes de liége dont s'est servi M. Franklin: il s'en sert encore ici pour prouver que la surface extérieure de la bouteille électrisée n'attire pas ce que sa surface intérieure a repoussé, sans faire attention qu'en vertu du pouvoir des pointes, cette feuille métallique est dépouillée de son atmosphère électrique avant de pouvoir être attirée; je dis plus, c'est qu'elle est alors dans un état d'électricité négative, aussi bien que l'extérieur de la bouteille, & c'est pour cela qu'elle est repoussée. Il ne lui arrive en cet endroit que ce qui lui est arrivé auprès du fil-d'archal plongé dans la bouteille. La feuille du métal s'y est souvent électrisée sans toucher le crochet, de même elle se désélectrise sans toucher le ventre; après quoi elle en est repoussée; car c'est une vérité reconnue que les corps électrisés négativement se repoussent de même que ceux qui le sont positivement. Que notre critique substituë à sa feuille de métal ou une petite boule de liége, à l'imitation de notre auteur, ou une balle de métal, 15 comme je l'ai souvent éprouvé, je lui serai garant d'un succès aussi complet que celui qu'il entreprend de contester.
»Quant à l'expérience que l'on nous oppose, pag. 104. & suivantes, le R. P. Beccaria m'a dispensé de me mettre en frais pour y répondre. Voy. son Liv. I. de l'Électricité Artificielle, chap. II.»
Fig. 5. Placez une fiole électrisée sur de la cire: prenez un fil-d'archal (g) qui ait la forme d'un C: que ses extrémités, lorsqu'il est bandé, soient tellement éloignées, que la supérieure puisse toucher le fil-d'archal de la bouteille, tandis que l'inférieure en touche le ventre. Attachez-en la partie extérieure sur un bâton de cire d'Espagne (h), qui servira comme de manche: appliquez d'abord son extrémité inférieure au fond extérieur de la bouteille, & approchez par dégrés son extrémité supérieure du fil-d'archal qui est dans le liége, vous y verrez les étincelles se suivre successivement jusqu'à ce que l'équilibre soit rétabli; touchez d'abord le haut, & en approchant l'autre extrémité du fond, vous aurez un courant de feu continuel du dedans au dehors de la bouteille: touchez le haut & le bas en même tems, & l'équilibre sera bientôt rétabli, le fil-d'archal courbé formant la communication de l'intérieur à l'extérieur.
»Il est raisonnable en général de faire des questions pour s'instruire de ce que l'on n'entend pas; mais il ne l'est guères de les accompagner d'objections; c'est déclarer d'avance que l'on est déterminé à contredire. Que notre critique demande à Mr. Franklin ce qu'il prétend prouver par sa quatriéme expérience; à la bonne heure; mais qu'il ajoute tout de suite: Ne sçait-on pas qu'on fait cesser l'électricité d'un corps quand on en tire des étincelles? Ce que vous faites ici sur la bouteille de Leyde, vous l'éprouverez de même sur une barre de fer,..... Faudroit-il dire aussi que vous lui rendez par un côté le feu que vous lui ôtez par l'autre? C'est faire connoître qu'il n'entend pas l'état de la question; l'état d'une bouteille électrisée, & celui d'une barre de fer aussi électrisée, ne peuvent guères se comparer tant il se trouve de différence de l'un à l'autre: différence dans la charge, différence dans la situation, différence dans la décharge, différence dans l'effet; pour l'expliquer il faudroit un trop long détail, qui se trouvera d'ailleurs dans toute la suite de ce livre. Revenons à l'expérience dont il est question.
»Il est certain qu'en touchant successivement avec le fil de fer préparé comme il est expliqué, le fil-d'archal & le bas de la bouteille électrisée, l'on transporte le feu du dedans au dehors; quoiqu'en dise la critique, l'on rend peu à peu à la surface extérieure ce qu'on ôte à l'intérieure, ce que celle-ci a de trop, & ce qui manque à celle-là, jusqu'à ce qu'elles soient remises chacune dans leur état naturel. Il y a même un moyen de rendre ces effets si sensibles qu'on ne puisse plus les contester; il ne s'agit que de faire l'expérience suivante: tenez près du ventre de la bouteille une balle de liége suspenduë à un fil de soye; quand vous toucherez le fil-d'archal de la bouteille avec le fil de fer, le liége s'approchera de la bouteille; quant après cela vous toucherez le bas de la bouteille, si vous êtes dans l'obscurité, vous appercevrez au haut du crochet l'aigrette qui paroîtra & disparoîtra à chaque attouchement ainsi répété. Si on applique en même tems les deux bouts du fil de fer, l'un au fil-d'archal de la bouteille, & l'autre au bas de la même bouteille, l'équilibre sera dans l'instant rétabli entre les deux surfaces, comme l'a judicieusement avancé notre Américain.»
Fig. 6. Entourez une bouteille (i) d'une bande de plomb laminé ou même de papier, à quelque distance au-dessus du fond: de cette bande circulaire faites monter un fil-d'archal jusqu'à ce qu'il touche le fil-d'archal du bouchon de liége (k). Il n'est pas possible d'électriser un bouteille disposée de la sorte: l'équilibre n'est jamais détruit; car tandis que la communication entre les parties intérieure & extérieure de la bouteille est continuée par le fil-d'archal du dehors, le feu ne fait que circuler, & ce qui sort du bas est constamment remplacé par le haut; il suit de là qu'on ne sçauroit électriser une bouteille qui est sale ou humide en dehors, surtout si cette humidité monte jusqu'au liége ou au fil-d'archal.
»À prendre les choses à la rigueur, Mr. L. N. a raison de dire, contre l'assurance de Mr. Franklin, qu'il n'est pas impossible de charger une bouteille préparée comme on vient de l'expliquer; j'en avois fait l'expérience de diverses manières long-tems avant d'avoir vû les lettres de l'académicien; je l'avois même poussée plus loin, puisque j'étois venu à bout de charger & de décharger la bouteille par parties, c'est-à-dire à plusieurs reprises, il ne s'agit pour cela que d'avoir une fiole fort allongée, de l'entourer de plusieurs bandes ou ceintures de métal parallèles, & assez éloignées pour que l'étincelle électrique ne puisse sauter de l'une à l'autre, & de ne pas forcer en l'électrisant. L'expérience qu'on nous oppose revient au même, elle réussit quand la main qui soutient la bouteille ne touche pas à la ceinture métallique, & qu'on ne force pas l'électrisation au point que le feu puisse franchir l'espace vuide qui se trouve entr'elles, elle ne réussiroit pas autrement.
»Quoi qu'il en soit, je ne trouve pas que le succès de cette expérience prouve beaucoup contre la proposition de Mr. Franklin: il n'en reste pas moins vrai que la bouteille ne se chargera point tant qu'il y aura une communication exactement établie entre son intérieur & sa doublure extérieure. Il faut toujours regarder la main qui lui est appliquée, comme faisant partie de cette doublure; si elle est assez écartée de la ceinture métallique pour que le feu ne puisse passer de l'une à l'autre, la bouteille pourra se charger foiblement; mais ce ne sera jamais mais que dans la partie qui est couverte par la main, & point du tout dans la partie qui est couverte par la bande de métal.»
Placez un homme sur un gâteau de cire, & donnez-lui à toucher le fil-d'archal de la fiole électrisée, que vous tiendrez à la main demeurant debout sur le plancher; à chaque fois qu'il le touchera, il sera électrisé de plus en plus, & quiconque sera sur le plancher pourra tirer de lui une étincelle. Le feu dans cette expérience passe du fil-d'archal dans son corps, & passe en même tems de votre main dans la partie extérieure de la bouteille.
Donnez-lui à tenir la fiole électrisée, & touchez le fil-d'archal; à chaque fois que vous le toucherez, il sera électrisé de moins en moins, & pourra tirer une étincelle de chacun de ceux qui sont sur le plancher. Ici le feu passe du fil-d'archal dans vous, & de lui dans la partie extérieure de la bouteille.
Couchez deux livres sur deux verres dos à dos, à la distance de deux ou trois pouces; mettez sur l'un la fiole électrisée, & touchez le fil-d'archal, ce livre sera électrisé négativement; le feu électrique en étant tiré par le fond de la bouteille, ôtez la bouteille, & la tenez à la main, touchez l'autre livre avec le fil-d'archal, ce livre sera électrisé positivement: le feu passant du fil-d'archal dans le livre, & votre main en refournissant en même tems à la bouteille; une petite boule de liége suspendue à un fil de soye jouëra entre ces deux livres jusqu'à ce que l'équilibre soit rétabli.
Lorsqu'un corps est électrisé positivement, il repousse une plume, ou une petite boule de liége électrisée; lorsqu'il est électrisé négativement, ou qu'il est dans l'état commun, il les attire, mais plus fortement lorsqu'il est électrisé négativement que lorsqu'il est dans l'état commun, la différence étant plus grande.
Quoique, comme dans l'expérience VI. un homme debout sur de la cire puisse être électrisé nombre de fois, en touchant à plusieurs reprises le fil-d'archal de la bouteille électrisée que tient quelqu'un aussi debout sur le plancher, parce qu'il reçoit à chaque fois le feu du fil-d'archal; cependant en la tenant lui-même dans sa main, & touchant le fil-d'archal, quoiqu'il tire une forte étincelle, & qu'il soit violemment frappé, il ne reste point en lui d'électricité, le feu le traverse seulement en passant de la partie intérieure à la partie extérieure de la bouteille. Observez, avant le coup, de le faire toucher par quelqu'un qui soit debout sur le plancher, afin de rétablir l'équilibre dans son corps; car en empoignant le bas de la bouteille, il devient quelquefois un peu électrisé négativement, ce qui continuë après le coup, de même qu'il conserveroit l'électricité positive, qui pourroit lui avoir été communiquée avant le coup; car le rétablissement de l'équilibre dans la bouteille n'affecte point du tout l'électricité dans l'homme que le feu traverse; cette électricité n'est ni augmentée ni diminuée.
Voici une jolie expérience qui rend extrêmement sensible le passage du feu électrique de la partie intérieure à la partie extérieure de la bouteille, pour rétablir l'équilibre. Prenez un livre dont la couverture soit ornée de filets d'or: courbez un fil-d'archal de 8 ou 10 pouces de long dans la forme (m), fig. 7. glissez-le & l'affermissez à l'extrémité de la couverture du livre sur le filet d'or, de sorte que le coude de ce fil-d'archal puisse presser sur une extrémité du filet d'or, l'anneau étant en haut, mais directement au-dessus de l'autre extrémité du livre: couchez ce livre sur un verre ou sur de la cire, & posez la bouteille électrisée sur l'autre extrémité des filets d'or: alors courbez le fil-d'archal élastique, en le pressant avec un bâton de cire; jusqu'à ce que son anneau soit proche de l'anneau du fil-d'archal de la bouteille; à l'instant vous appercevez une forte étincelle & un coup, & tout le filet d'or qui complette la communication entre l'intérieur & l'extérieur de la bouteille, paroît une flamme vive comme un éclair très-brillant. L'expérience réussira d'autant mieux que le contact sera plus immédiat entre le coude du fil-d'archal & l'or à une extrémité du filet, & entre le fond extérieur de la bouteille & l'or à l'autre extrémité. Il faut faire cette expérience dans une chambre obscure. Si vous voulez que tout le contour des filets d'or sur la couverture paroisse en feu tout à la fois, faites en sorte que la bouteille & le fil-d'archal touchent l'or dans les angles diagonalement opposés.
1. Septembre 1747.