Part 31

[92] This letter has no date, but the one to which it is an answer is dated May 1, 1773. _Editor._

TO M. DUBOURG.

_In Answer to some Queries concerning the Choice of Glass for the Leyden Experiment._

_London, June 1, 1773._

SIR,

I wish, with you, that some chemist (who should, if possible, be at the same time an electrician) would, in pursuance of the excellent hints contained in your letter, undertake to work upon glass with the view you have recommended. By means of a perfect knowledge of this substance, with respect to its electrical qualities, we might proceed with more certainty, as well in making our own experiments, as in repeating those, which have been made by others in different countries, which I believe have frequently been attended with different success on account of differences in the glass employed, thence occasioning frequent misunderstandings and contrariety of opinions.

There is another circumstance much to be desired with respect to glass, and that is, that it should not be subject to break when highly charged in the Leyden experiment. I have known eight jars broken out of twenty, and at another time, twelve out of thirty-five. A similar loss would greatly discourage electricians desirous of accumulating a great power for certain experiments.--We have never been able hitherto to account for the cause of such misfortunes. The first idea which occurs is, that the positive electricity, being accumulated on one side of the glass, rushes violently through it, in order to supply the deficiency on the other side and to restore the equilibrium. This however I cannot conceive to be the true reason, when I consider, that a great number of jars being united, so as to be charged and discharged at the same time, the breaking of a single jar will discharge the whole; for, if the accident proceeded from the weakness of the glass, it is not probable, that eight of them should be precisely of the same degree of weakness, as to break every one at the same instant, it being more likely, that the weakest should break first, and, by breaking, secure the rest; and again, when it is necessary to produce a certain effect, by means of the whole charge passing through a determined circle (as, for instance, to melt a small wire) if the charge, instead of passing in this circle, rushed through the sides of the jars, the intended effect would not be produced; which, however, is contrary to fact. For these reasons, I suspect, that there is, in the substance of the glass, either some little globules of air, or some portions of unvitrified sand or salt, into which a quantity of the electric fluid may be forced during the charge, and there retained till the general discharge: and that the force being suddenly withdrawn, the elasticity of the fluid acts upon the glass in which it is inclosed, not being able to escape hastily without breaking the glass. I offer this only as a conjecture, which I leave to others to examine.

The globe which I had that could not be excited, though it was from the same glass-house which furnished the other excellent globes in my possession, was not of the same frit. The glass which was usually manufactured there, was rather of the green kind, and chiefly intended for drinking-glasses and bottles; but the proprietors being desirous of attempting a trial of white glass, the globe in question was of this frit. The glass not being of a perfect white, the proprietors were dissatisfied with it, and abandoned their project. I suspected that too great a quantity of salt was admitted into the composition; but I am no judge of these matters.

B. FRANKLIN.

TO MISS STEPHENSON.

_Concerning the Leyden Bottle._

_London, March 22, 1762._

I must retract the charge of idleness in your studies, when I find you have gone through the doubly difficult task of reading so big a book, on an abstruse subject, and in a foreign language.

In answer to your question concerning the Leyden phial.--The hand that holds the bottle receives and conducts away the electric fluid that is driven out of the outside by the repulsive power of that which is forced into the inside of the bottle. As long as that power remains in the same situation, it must prevent the return of what it had expelled; though the hand would readily supply the quantity if it could be received.

Your affectionate friend,

B. FRANKLIN.

APPENDIX.

No. 1[93].

_The early_ LETTERS _of Dr. Franklin on Electricity having been translated into French, and printed at Paris; the Abbé Mazeas, in a Letter to Dr. Stephen Hales, dated St. Germain, May 20, 1752, gives the following Account (printed in the Philosophical Transactions) of the Experiment made at Marly, in Pursuance of that proposed by Mr. Franklin, Pages 227, 228._

SIR,

The Philadelphian experiments, that Mr. Collinson, a member of the Royal Society, was so kind as to communicate to the public, having been universally admired in France, the king desired to see them performed. Wherefore the Duke D'Ayen offered his majesty his country-house at St. Germain, where M. de Lor, master of experimental philosophy, should put those of Philadelphia in execution. His majesty saw them with great satisfaction, and greatly applauded Messieurs Franklin and Collinson. These applauses of his majesty having excited in Messieurs de Buffon, D'Alibard, and de Lor, a desire of verifying the conjectures of Mr. Franklin, upon the analogy of thunder and electricity, they prepared themselves for making the experiment.

M. D'Alibard chose for this purpose, a garden situated at Marly, where he placed upon an electrical body a pointed bar of iron, of forty feet high. On the 10th of May, twenty minutes past two in the afternoon, a stormy cloud having passed over the place where the bar stood, those that were appointed to observe it, drew near, and attracted from it sparks of fire, perceiving the same kind of commotions as in the common electrical experiments.

M. de Lor, sensible of the good success of this experiment, resolved to repeat it at his house in the Estrapade, at Paris. He raised a bar of iron ninety-nine feet high, placed upon a cake of resin, two feet square, and three inches thick. On the 18th of May, between four and five in the afternoon, a stormy cloud having passed over the bar, where it remained half an hour, he drew sparks from the bar, like those from the gun barrel, when, in the electrical experiments, the globe is only rubbed by the cushion, and they produced the same noise, the same fire, and the same crackling. They drew the strongest sparks at the distance of nine lines, while the rain, mingled with a little hail, fell from the cloud, without either thunder or lightning; this cloud being, according to all appearance, only the consequence of a storm, which happened elsewhere.

I am, with a profound respect,

Your most humble and obedient servant,

G. MAZEAS.

FOOTNOTE:

[93] See the paragraph between brackets, page 267.

_A more particular Account of the Circumstances and Success of this extraordinary Experiment was laid before the Royal Academy of Sciences at Paris, three Days afterwards, in a Memorial by M. D'Alibard, viz._

EXTRAIT D'UN MEMOIRE

DE M. D'ALIBARD,

_Lû à l'Académie Royale des Sciences, le 13 Mai, 1752._

"En suivant la route que M. Franklin nous a tracée, j'ai obtenu une satisfaction complette. Voici les préparatifs, le procédé & le succès.

"1º. J'ai fait faire à Marly-la-ville, située à six lieues de Paris au milieu d'une belle plaine dont le sol est fort élevé, une verge de fer ronde, d'environ un pouce de diametre, longue de 40 pieds, & fort pointue par son extrémité supérieure; pour lui ménager une pointe plus fine, je l'ai fait armer d'acier trempé & ensuite brunir, au défaut de dorure, pour la préserver de la rouille; outre cela, cette verge de fer est courbée vers son extrémité inférieure en deux coudes à angles aigus quoiqu'arrondis; le premier coude est éloigné de deux pieds du bout inférieur, & le second est en sens contraire à trois pieds du premier.

"2º. J'ai fait planter dans un jardin trois grosses perches de 28 à 29 pieds, disposées en triangle, & éloignées les unes des autres d'environ huit pieds; deux de ces perches sont contre un mur, & la troisieme est au-dedans du jardin. Pour les affermir toutes ensemble, l'on à cloué sur chacune des entretoises à vingt pieds de hauteur; & comme le grand vent agitoit encore cette espéce d'édifice, l'on a attaché au haut de chaque perche de longs cordages, qui tenant lieu d'aubans, répondent par le bas à de bons piquets fortement enfoncés en terre à plus de 20 pieds des perches.

"3º. J'ai fait construire entres les deux perches voisines du mur, & adosser contre ce mur une petite guerite de bois capable de contenir un homme & une table.

"4º. J'ai fait placer au milieu de la guérite une petite table d'environ un demi-pied de hauteur; & sur cette table j'ai fait dresser & affermir un tabouret electrique. Ce tabouret n'est autre chose qu'une petite planche quarrée, portée sur trois bouteilles à vin; il n'est fait de cette matiere que pour suppléer au defaut d'un gâteau de résine qui me manquoit.

"5º. Tout étant ainsi préparé, j'ai fait elever perpendiculairement la verge de fer au milieu des trois perches, & je l'ai affermie en l'attachant à chacune des perches avec de forts cordons de soie par deux endroits seulement. Les premiers liens sont au haut des perches, environ trois pouces au-dessous de leurs extrémités supérieures; les seconds vers la moitié de leur hauteur. Le bout inférieur de la verge de fer est solidement appuyé sur le milieu du tabouret electrique, où j'ai fait creuser un trou propre à le recevoir.

"6º. Comme il étoit important de garantir de la pluie te tabouret & les cordons de soie, parce qu'ils laisseroient passer la matiére électrique s'ils etoient mouillés, j'ai pris les précautions necessaires pour en empêcher. C'est dans cette vue que j'ai mis mon tabouret sous la guérite, & que j'avois fait courber ma verge de fer à angles aigus; afin que l'eau qui pourroit couler le long de cette verge, ne pût arriver jusques sur le tabouret. C'est aussi dans le même dessein que j'ai fait clouer sur le haut & au milieu de mes perches, à trois pouces au-dessus des cordons de soie, des especes de boîtes formées de trois petites planches d'environ 15 pouces de long, qui couvrent par-dessus & par les côtes une pareille longueur des cordons de soie, sans leur toucher.

"Il s'agissoit de faire, dans le tems de l'orage, deux observations sur cette verge de fer ainsi disposée; l'une étoit de remarquer à sa pointe une aigrette lumineuse, semblable à celle que l'on apperçoit à la pointe d'une aiguille, quand on l'oppose assez près d'un corps actuellement électrisé; l'autre étoit de tirer de la verge de fer des étincelles, comme on en tire du canon de fusil dans les expériences électriques; & afin de se garantir des piqûres de ces étincelles, j'avois attaché le tenon d'un fil d'archal au cordon d'une longue fiole pour lui servir de manche....

"Le Mercredi 10 Mai 1752, entre deux & trois heures après midi, le nommé Coiffier, ancien dragon, que j'avois chargé de faire les observations en mon absence, ayant entendu un coup de tonnerre assez fort, vole aussitôt à la machine, prend la fiole avec le fil d'archal, présente le tenon du fil à la verge, en voit sortir une petite étincelle brillante, & en entend le pétillement; il tire une seconde étincelle plus fort que la premiere & avec plus de bruit! il appelle ses voisins, & envoie chercher M. le Prieur. Celui-ci accourt de toutes ses forces; les paroissiens voyant la précipitation de leur curé, s'imaginent que le pauvre Coiffier a été tué du tonnerre; l'allarme se répand dans le village: la grêle qui survient n'empêche point le troupeau du suivre son pasteur. Cet honnête ecclésiastique arrive près de la machine, & voyant qu'il n'y avoit point de danger, met lui-même la main â l'oeuvre & tire de fortes étincelles. La nuée d'orage & de grêle ne fut pas plus d'un quart-d'heure à passer au zénith de notre machine, & l'on n'entendit que ce seul coup de tonnerre. Sitôt que le nuage fut passé, & qu'on ne tira plus d'étincelles de la verge de fer, M. le Prieur de Marly fit partir le sieur Coiffier lui-même, pour m'apporter la lettre suivante, qu'il m'ecrivit à la hâte."

_Je vous annonce, Monsieur, ce que veus attendez: l'expérience est complette. Aujourd'hui à deux heures 20 minutes après midi, le tonnerre a grondé directement sur Marly; le coup a été assez fort. L'envie de vous obliger, & la curiosité m'ont tiré de mon fauteüil, où j'êtois occupé à lire: je suis allé chez Coiffier, qui déja m'avoit dépêché un enfant que j'ai rencontré en chemin, pour me prier de veenir; j'ai doublé le pas à travers un torrent de grêle. Arrivé à l'endroit où est placée la tringle coudée, j'ai présenté le fil d'archal, en evançant successivement vers la tringle, à un pouce & demi, ou environ; il est sorti de la tringle une petite colonne de fer bleuâtre sentant le soufre, qui venoit frapper avec une extrême vivacité le tenon du fil d'archal, & occasionnoit un bruit semblable à celui qu'on feroit en frappant sur la tringle avec une clef. J'ai répeté l'expérience au moins six fois dans l'espace d'environ quatre minutes, en présence de plusieurs personnes, & chaque expérience que j'ai faite a duré l'espace d'un pater & d'un_ ave. _J'ai voulu continuer; l'action du feu s'est ralentie peu à peu; j'ai approché plus près, & n'ai plus tiré que quelques étincelles, & enfin rien n'ai paru._

_Le coup de tonnerre qui a occasionné cet événement, n'a été suivi d'aucun autre; tout s'est terminé par une abondance de grêle. J'étois si occupé dans le moment de l'expérience de ce que voyois, qu'ayant été frappé au bras un peu au-dessus du coude, je ne puis dire si c'est en touchant au fil d'archal ou à la tringle: je ne me suis pas plaint du mal que m'avoit fait le coup dans le moment que je l'ai reçu; mais comme la douleur continuoit, de retour chez moi, j'ai découvert mon bras en présence de Coiffier, & nous avons apperçu une meurtrissure tournante autour du brass, semblable à celle que feroit un coup de fil d'archal, si j'en avois été frappé à nud. En revenant de chez Coiffier, j'ai recontré M. le Vicaire, M. de Milly, et le Maître d'école, à qui j'ai rapporté ce qui venoit d'arriver; ils se sont plaints tous les trois qu'ils sentoient une odeur de soufre qui les frappait davantage à mesure qu'ils s'approichient de moi: j'ai porté chez moi la même odeur, & mes domestiques s'en sont apperçus sans que je leur aye rien dit._

_Voilà, Monsieur, un récit fait à la hâte, mais naif & vrai que j'atteste, & vous pouvez assurer que je suis prêt à rendre témoignage de cet événement dans toutes les occasions. Coiffier a été le premier qui a fait l'expérience & l'a répétée, plusieurs fois; ce n'est qu'à l'occasion de ce qu'il a vu qu'il m'a envoyé prier de venir. S'il étoit besoin d'autres témoins que de lui & de moi, vous les trouveriez. Coiffier presse pour partir._

_Je suis avec une respectueuse considération, Monsieur, votre, &c. signé_ RAULET, _Prieur de Marly. 10 Mai, 1752._

"On voit, par le détail de cette lettre, que le fait est assez bien constaté pour ne laisser aucun doute à ce sujet. Le porteur m'a assuré de vive voix qu'il avoit tiré pendant près d'un quart-d'heure avant que M. le Prieur arrivât, en présence de cinq ou six personnes, des étincelles plus fortes & plus bruyantes que celles dont il est parlé dans la lettre. Ces premieres personnes arrivant successivement, n'osient approcher qu'à 10 ou 12 pas de la machine; & à cette distance, malgré le plein soleil, ils voyoient les étincelles & entendoient le bruit....

"Il résulte de toutes les expériences & observations que j'ai rapportées dans ce mémoire, & surtout de la dernière expérience faite à Marly-la-ville, que la matiere du tonnerre est incontestablement la même que celle de l'électricité. L'idée qu'en a eu M. Franklin cesse d'être une conjecture: la voilà devenue une réalité, & j'ose croire que plus on approfondira tout ce qu'il a publié sur l'électricité, plus on reconnoîtra combien la physique lui est redevable pour cette partie."

_Letter of Mr. W. Watson, F. R. S. to the Royal Society, concerning the electrical Experiments in England upon Thunder-Clouds._

Read Dec. 1752. Trans. Vol. XLVII.

GENTLEMEN,

After the communications, which we have received from several of our correspondents in different parts of the continent, acquainting us with the success of their experiments last summer, in endeavouring to extract the electricity from the atmosphere during a thunder-storm, in consequence of Mr. Franklin's hypothesis, it may be thought extraordinary, that no accounts have been yet laid before you, of our success here from the same experiments. That no want of attention, therefore, may be attributed to those here, who have been hitherto conversant in these enquiries, I thought proper to apprise you, that, though several members of the Royal Society, as well as myself, did, upon the first advices from France, prepare and set up the necessary apparatus for this purpose, we were defeated in our expectations, from the uncommon coolness and dampness of the air here, during the whole summer. We had only at London one thunder-storm; viz. on July 20; and then the thunder was accompanied with rain; so that, by wetting the apparatus, the electricity was dissipated too soon to be perceived upon touching those parts of the apparatus, which served to conduct it. This, I say, in general prevented our verifying Mr. Franklin's hypothesis: but our worthy brother, Mr. Canton, was more fortunate. I take the liberty, therefore, of laying before you an extract of a letter, which I received from that gentleman, dated from Spital-square, July 21, 1752.

"I had yesterday, about five in the afternoon, an opportunity of trying Mr. Franklin's experiment of extracting the electrical fire from the clouds; and succeeded, by means of a tin tube, between three and four feet in length, fixed to the top of a glass one, of about eighteen inches. To the upper end of the tin tube, which was not so high as a stack of chimnies on the same house, I fastened three needles with some wire; and to the lower end was soldered a tin cover to keep the rain from the glass tube, which was set upright in a block of wood. I attended this apparatus as soon after the thunder began as possible, but did not find it in the least electrified, till between the third and fourth clap; when, applying my knuckle to the edge of the cover, I felt and heard an electrical spark; and approaching it a second time, I received the spark at the distance of about half an inch, and saw it distinctly. This I repeated four or five times in the space of a minute, but the sparks grew weaker and weaker; and in less than two minutes the tin tube did not appear to be electrified at all. The rain continued during the thunder, but was considerably abated at the time of making the experiment." Thus far Mr. Canton.

Mr. Wilson likewise of the Society, to whom we are much obliged for the trouble he has taken in these pursuits, had an opportunity of verifying Mr. Franklin's hypothesis. He informed me, by a letter from near Chelmsford, in Essex, dated August 12, 1752, that, on that day about noon, he perceived several electrical snaps, during, or rather at the end of a thunder-storm, from no other apparatus than an iron curtain rod, one end of which he put into the neck of a glass phial, and held this phial in his hand. To the other end of the iron he fastened three needles with some silk. This phial, supporting the rod, he held in one hand, and drew snaps from the rod with a finger of his other. This experiment was not made upon any eminence, but in the garden of a gentleman, at whose house he then was.

Dr. Bevis observed, at Mr. Cave's, at St. John's Gate, nearly the same phenomena as Mr. Canton, of which an account has been already laid before the public.

Trifling as the effects here mentioned are, when compared with those which we have received from Paris and Berlin, they are the only ones, that the last summer here has produced; and as they were made by persons worthy of credit, they tend to establish the authenticity of those transmitted from our correspondents.

I flatter myself, that this short account of these matters will not be disagreeable to you; and am,

With the most profound respect,

Your most obedient, humble servant,

W. WATSON.

No. 2.

_Remarks on the Abbé Nollet's Letters to Benjamin Franklin, Esq. of Philadelphia, on Electricity: by Mr. David Colden, of New York._

_Coldenham, in New York, Dec. 4, 1753._

SIR,

In considering the Abbé Nollet's Letters to Mr. Franklin, I am obliged to pass by all the experiments which are made with, or in, bottles hermetically sealed, or exhausted of air; because, not being able to repeat the experiments, I could not second any thing which occurs to me thereon, by experimental proof. Wherefore, the first point wherein I can dare to give my opinion, is in the Abbé's 4th letter, p. 66, where he undertakes to prove, that the electric matter passes from one surface to another through the entire thickness of the glass: he takes Mr. Franklin's experiment of the magical picture, and writes thus of it. "When you electrise a pane of glass coated on both sides with metal, it is evident that whatever is placed on the side opposite to that which receives the electricity from the conductor, receives also an evident electrical virtue." Which Mr. Franklin says, is that equal quantity of electric matter, driven out of this side, by what is received from the conductor on the other side; and which will continue to give an electrical virtue to any thing in contact with it, till it is entirely discharged of its electrical fire. To which the Abbé thus objects; "Tell me (says he), I pray you, how much time is necessary for this pretended discharge? I can assure you, that after having maintained the electrisation for hours, this surface, which ought, as it seems to me, to be entirely discharged of its electrical matter, considering either the vast number of sparks that were drawn from it, or the time that this matter had been exposed to the action of the expulsive cause; this surface, I say, appeared rather better electrised thereby, and more proper to produce all the effects of an actual electric body." _P._ 68.