Part 16

«Cette expérience répètée de la manière dont l'enseigne M. Franklin, a tout aussi bien réussi à Paris qu'à Philadelphie. Le floccon de coton ou une balle de liége suspenduë à un fil de soye s'écarte plus ou moins des bords du vase, suivant que la chaîne y est plus ou moins renfermée. J'ai vû le floccon qui se tenoit à un pouce de distance du vase, tandis qu'une chaîne de douze pieds étoit tout à fait déployée, s'en écarter jusqu'à un pied, quand elle étoit entiérement retombée.»

Ainsi nous voyons que l'augmentation de surface rend un corps capable de recevoir une plus grande atmosphère électrique; mais cette expérience, je l'avouë, ne démontre pas parfaitement ma nouvelle hypothèse; car le cuivre & l'argent continuënt toujours à être solides, & ne se dilatent pas en vapeurs comme l'eau en nuages. Peut-être que dans la suite, des expériences sur l'eau élevée en vapeurs mettront cette matière dans un plus grand jour.

Il s'élève contre cette nouvelle hypothèse une objection qui paroît importante; la voici: si l'eau, dans son état de raréfaction, comme nuage, attire & absorbe plus de fluide électrique que dans son état de densité comme eau, pourquoi ne tire-t-elle pas de la terre tout ce dont elle manque, à l'instant qu'elle en quitte la surface, qu'elle en est encore proche, & qu'elle ne fait que s'élever en vapeur? J'avouë que je ne sçaurois, quant à présent, répondre à cette difficulté d'une manière qui me satisfasse; j'ai cru cependant que je devois l'établir dans toute sa force, comme je l'ai fait, & soumettre le tout à l'examen.

Qu'il me soit permis de recommander au curieux dans cette branche de la philosophie naturelle, de répèter avec soin & en observateurs exacts, les expériences que j'ai rapportées dans cet écrit & les précédens sur l'électricité positive & négative avec les autres de même genre qu'ils imagineront, afin de s'assurer si l'électricité communiquée par un globe de verre est réellement positive. Je prie aussi ceux qui auront occasion d'observer les effets récents du tonnerre sur les bâtimens, les arbres, &c. de les considérer en particulier dans la vûe d'en découvrir la direction. Mais dans cet examen il faut toujours faire attention à une chose, c'est qu'un courant de fluide électrique passant au travers du bois, de la brique, du métal, &c. quand il passe en petite quantité, la force avec laquelle ses parties se repoussent est limitée & surmontée par la cohésion des parties du corps qu'il traverse au point d'empêcher l'explosion; mais quand le fluide vient en trop grande quantité pour être retenu par cette cohésion, il fait explosion, & déchire ou fond le corps qui s'efforçoit de lui résister. Si c'est du bois, de la brique, de la pierre ou quelque chose de semblable, les éclats sortiront du côté où il y a moins de résistance, & de même lorsqu'il se fait un trou à travers du carton par le moyen d'un vase électrisé, si les surfaces du carton ne sont pas enfermées ou pressées, il y aura une bavûre élevée tout autour du trou des deux côtés du carton; mais si l'un des côtés est resserré, ensorte que la bavûre ne puisse pas s'élèver de ce côté, elle s'élevera entiérement de l'autre, de quelque côté que le fluide ait été dirigé, car la bavûre autour du trou est l'effet de l'explosion en tous sens autour du centre du courant plutôt que l'effet de la direction.

Dans chaque coup de tonnerre je pense que le courant de fluide électrique qui est en mouvement pour rétablir l'équilibre entre la nuée & la terre, doit toujours préalablement trouver son passage & tracer, pour ainsi dire, sa course, le long de tous les conducteurs qu'il peut trouver dans son chemin, tels que les métaux, les murailles moites, les bois humides, &c., qu'il s'écartera considérablement de la ligne droite pour s'attacher aux bons conducteurs, & qu'enfin dans cette course il est actuellement en mouvement, quoique sans bruit & imperceptiblement avant l'explosion dans & parmi les conducteurs. Cette explosion n'arrive que quand les conducteurs ne peuvent pas s'en décharger aussi vîte qu'ils le reçoivent, parce qu'ils sont imparfaits, désunis, trop petits, ou qu'ils ne sont pas de la matière la plus propre à conduire. Ainsi les verges de métal, d'une grosseur suffisante, & qui s'étendent de la partie la plus haute d'un édifice jusqu'à terre, étant de la meilleure matière, & des conducteurs parfaits, préserveront, je pense, le bâtiment de dommage, ou en rétablissant l'équilibre assez vîte pour prévenir le coup, ou en le conduisant dans la substance de la verge aussi loin qu'elle s'étend, ensorte qu'il n'y ait d'explosion qu'au dessus de sa pointe, entre elle & les nuages.

Si l'on demandoit quelle épaisseur on doit présumer suffisante dans la verge métalliques? Pour répondre, je remarquerois que cinq gros vases de verre, tels que je les ai indiqués dans mes premiers écrits, déchargent une très grande quantité d'électricité, qui cependant sera toute entière conduite autour d'un livre par le filet mince d'or de la couverture; elle suit l'or par le plus long chemin autour de la couverture plûtôt que de prendre le plus court au travers de cette couverture, qui n'est pas un si bon conducteur. Mais dans cette ligne d'or le métal est d'une finesse si grande, que ce n'est presque que la couleur de l'or; sur la couverture d'un livre _in-8º_. il n'y a pas un pouce quarré, & par conséquent pas la trente-sixiéme partie d'un grain suivant Mr. de Reaumur. Cependant elle est suffisante pour conduire la charge de cinq gros vases, & je ne sçais de combien davantage. Présentement je suppose qu'un fil-d'archal du quart d'un pouce de diamètre contient environ 5000. fois autant de métal qu'il y en a dans cette ligne d'or, & si cela est, il conduira la charge de 25000. vases de verre pareils, quantité que j'imagine bien supérieure à ce qu'il y en a jamais eu dans aucun coup de tonnerre naturel. Mais une verge du diamètre d'un demi-pouce en conduiroit quatre fois autant que celle d'un quart.

Et à l'égard du conducteur, quoiqu'il faille une certaine épaisseur de métal pour conduire un grande quantité d'électricité & en même tems conserver sa propre substance ferme & réunie, & qu'une moindre épaisseur, comme par exemple un très-petit fil-d'archal, soit détruite par l'explosion; cependant un pareil petit fil auroit suffi pour conduire ce coup, quoiqu'il devienne incapable d'en conduire un autre. Et considérant l'extrème rapidité avec laquelle le fluide électrique court sans explosion quand il a un passage libre ou une communication de métal parfait; je penserois qu'une grande quantité seroit conduite en peu de tems à un nuage ou tirée d'un nuage pour rétablir son équilibre avec la terre par le moyen d'un très-petit fil de fer, & par conséquent des verges épaisses ne paroissent pas si nécessaires. Quoiqu'il en soit, comme la quantité de tonnerre déchargée dans un coup ne peut pas se bien mesurer, & qu'elle est certainement très-différente en différens coups, plus grande dans quelques-uns que dans d'autres, & comme le fer (le meilleur métal pour cet usage, étant le moins propre à se fondre,) est à bon marché, il n'y a point d'inconvénient d'avoir un plus gros canal pour conduire ce coup impétueux que nous ne le jugeons nécessaire; car quoiqu'un fil-d'archal moyen puisse suffire, deux ou trois ne peuvent pas nuire. Le tems & des observations exactes bien comparées indiqueront à la fin la grosseur convenable avec une plus grande certitude.

Les verges pointuës élevées sur les édifices peuvent de même prévenir souvent un coup de la manière suivante. Un oeil placé de façon qu'il voye horizontalement le dessous d'un nuage de tonnerre, verra qu'il est très-désuni, ayant nombre de fragmens séparés ou de petits nuages l'un sous l'autre, le plus bas étant souvent fort peu éloigné de la terre. Ceux-ci, comme autant de pierres marchantes, servent à conduire un coup entre le nuage & un bâtiment. Pour les représenter par une expérience, prenez deux ou trois floccons de coton non serré; attachez-en un au premier conducteur par un fil fin de deux pouces, (qui peut être filé sur le champ du même floccon avec les doigts,) liez-en un autre à celui-ci, un troisiéme au second par de semblables fils. Faites tourner le globe, & vous verrez ces floccons s'étendre vers la table (comme les petits nuages les plus bas font vers la terre,) qui les attire: mais en présentant une fine pointe dressée sous le plus bas, il se resserrera vers le second, le second vers le premier, & tous ensemble vers le premier conducteur, où ils resteront autant de tems que la pointe restera sous eux. Les petits nuages électrisés dont l'équilibre avec la terre est bien vîte rétabli par la pointe, ne peuvent-ils pas de la même manière s'élever vers le principal, & par ce moyen occasionner un si grand vuide que le grand nuage ne puisse frapper dans cet endroit?

Ces pensées, mon cher ami, ne sont que hazardées & ébauchées; si j'étois simplement ambitieux de me faire quelque réputation dans la philosophie, je les garderois par devers moi jusqu'à ce qu'elles fussent perfectionnées & rectifiées par le tems & par de nouvelles expériences. Mais puisque la communication des moindres vûes & des expériences imparfaites dans une nouvelle branche de science a souvent produit de bons effets en attirant sur cet objet l'attention des personnes de génie, & a donné par là occasion à des recherches plus exactes & à des découvertes plus complettes. Vous êtes le maître de communiquer cet écrit à qui bon vous semblera; il est plus important que les connoissances s'augmentent qu'il ne l'est que votre ami soit regardé comme un philosophe exact.

_LETTRE XIII.

De B. FRANKLIN, Écuyer de Philadelphie.

À P. Collinson, Écuyer, membre de la Société Royale à Londres._

_18. Avril 1774._

MONSIEUR,

Depuis le mois de Septembre dernier ayant fait deux longs voyages, & ayant eu d'ailleurs beaucoup d'occupations, je n'ai guères fait d'observations sur l'état positif & négatif de l'électricité des nuages; mais Mr. Kinnersley a tenu en bon état sa verge & ses timbres & en a fait beaucoup.

Un jour pendant cet hyver, les timbres sonnèrent long-tems pendant une chûte de neiges, quoique l'on n'entendît point de tonnerre & qu'on ne vît point d'éclairs; quelquefois les coups & le pétillement de la matière électrique entre les timbres furent si forts qu'on les entendit dans toute la maison; mais selon toutes ses observations les nuages furent constamment dans un état négatif jusques il y a environ six semaines; il trouva un jour qu'ils passèrent dans quelques minutes du négatif au positif. Environ huit jours après il fit une autre observation de la même sorte, & le soir de lundi dernier le vent sud-est soufflant fortement en tournant au nord-est & chassant beaucoup de nuages épais, il y eut cinq ou six passages successifs du négatif au positif, & du positif au négatif, les timbres s'arrêtant une minute ou deux entre chaque changement. Outre les méthodes rapportées dans mon écrit de Septembre dernier pour découvrir l'état électrique des nuages, on peut se servir de la suivante. Quand vos timbres sonnent, passez un tube frotté près du bord du timbre attaché à votre verge pointuë, si le nuage est alors dans un état négatif, la sonnerie s'arrêtera; s'il est dans un positif elle continuëra & sera peut-être plus vive. Ou bien suspendez une très-petite boule de liége à un fil de soye fine, ensorte qu'elle pende tout près du bord du timbre de la verge. Alors dès que le timbre est électrisé positivement ou négativement, la petite boule est repoussée & reste à quelque distance du timbre. Ayez tout prêt un bouchon de flacon en verre & à tête ronde, frottez-le sur votre côté jusqu'à ce qu'il soit électrisé, ensuite présentez-le à la boule de liége; si l'électricité dans la boule est positive elle sera repoussée du bouchon de verre aussi bien que du timbre. Si elle est négative elle sera attirée vers le bouchon.

_LETTRE XIV._

_Remarques sur les Lettres de l'Abbé Nollet sur l'Électricité, à B. Franklin Écuyer à Philadelphie, par M. David Colden de la nouvelle York, à Coldenham dans la nouvelle York, le 4. Décembre 1753._

MONSIEUR,

En examinant les lettres de l'Abbé Nollet à M. Franklin, je suis obligé de lui passer toutes les expériences qui se font avec ou dans des bouteilles scellées hermétiquement ou vuidées d'air, parce que n'étant pas en état de répéter les expériences, je ne pourrois pas appuyer par des preuves tirées de l'expérience certaines idées qui se sont présentées à moi là-dessus; c'est pourquoi le premier point sur lequel j'ose ouvrir mon sentiment est dans la quatriéme lettre de l'Abbé, _pag. 66._ où il essaye de prouver que la matière électrique passe d'une surface à l'autre à travers l'épaisseur entière du verre; il prend l'expérience du tableau magique de M. Franklin, & parle ainsi: Lorsque vous électrisez ainsi un carreau de verre enduit de métal dessus & dessous, il est évident que ce que l'on pose sur la surface opposée à celle qui reçoit l'électricité du conducteur, prend aussi une vertu électrique très-marquée, qui, dit M. Franklin, est cette égale quantité de matière électrique chassée de ce côté par celle que le côté opposé reçoit du conducteur, & qui continuëra à donner une vertu électrique à chaque chose qui sera en contact avec elle jusqu'à ce qu'elle soit entièrement déchargée de son feu électrique; à quoi l'Abbé fait cette objection. «Dites-moi, je vous prie, dit-il, combien de tems faut il pour ce prétendu dépouillement, je puis vous assurer qu'après avoir soutenu l'électrisation pendant des heures entières, cette surface qui auroit dû, ce me semble, être bien dépourvûe de sa matière électrique, attendu le grand nombre d'étincelles qu'on en avoit tirées, ou le tems que cette matière avoit été exposée à l'action de la cause expulsive, cette surface, dis-je, ne m'en paroissoit que mieux électrisée & plus propre à produire tous les effets d'un corps actuellement électrique.» _Pag. 68._

L'Abbé ne nous dit point quels sont ces effets: je n'ai jamais pû les observer tous, & on peut aisément rendre raison de ceux que l'on observe, en supposant que ce côté est entiérement destitué de matière électrique. L'effet le plus sensible d'un corps chargé d'électricité, est que quand on lui présente le doigt, ce doigt en tire une étincelle: or quand une bouteille préparée pour l'expérience de Leyde est penduë au canon d'un fusil ou au premier conducteur, & que vous faites tourner le globe pour la charger, aussitôt que la matière électrique est en mouvement, vous pouvez voir une étincelle aller de la surface extérieure de la bouteille à votre doigt, ce qui, dit M. Franklin, est la matière électrique naturelle du verre poussée dehors par celle qui est reçue du conducteur sur la surface intérieure, si elle en sort seulement par étincelles, on en peut tirer un grand nombre; mais si vous serrez la surface extérieure avec votre main, la bouteille recevra bientôt toute la matière électrique qu'elle est capable de recevoir, & l'extérieure sera alors entiérement privée de sa matière électrique, & on ne pourra en tirer d'étincelles avec le doigt; il y manque donc alors cet effet qu'ont tous les corps chargés d'électricité: quelques effets d'un corps électrique que l'Abbé, je suppose, a observés sur la surface extérieure d'une bouteille chargée, sont que tous les corps légers en sont attirés; c'en est un que j'ai constamment observé, mais je ne pense pas qu'il vienne d'une qualité attractive dans la surface extérieure de la bouteille; mais dans ces corps légers mêmes qui semblent être attirés par la bouteille, c'est une remarque constante que quand un corps a une plus grande charge de matière électrique qu'un autre, (c'est-à dire en proportion de la quantité qu'ils contiendront,) ce corps attirera celui qui en a moins; à présent je suppose, & c'est une partie du systême de M. Franklin, que tous ces corps légers qui semblent être attirés, ont plus de matière électrique en eux que la surface extérieure des bouteilles n'en a, c'est pourquoi ils tâchent d'attirer à eux la bouteille qui est trop pésante pour être ébranlée par le petit dégré de force qu'ils employent, & qui cependant étant plus grande que leur propre poids les pousse vers la bouteille, l'expérience suivante aidera l'imagination à concevoir cela. Suspendez une boule de liége ou une plume avec un fil de soye & électrisez-la; ensuite approchez cette boule de quelque corps fixe, & elle semblera attirée par ce corps, car elle volera vers lui. Mais de l'aveu des Électriciens, la cause attractive est dans la boule même, & non dans le corps fixe auquel elle court. Ce cas est semblable à l'attraction apparente des corps légers vers la surface extérieure d'une bouteille chargée.

L'Abbé dit, _pag. 69._ qu'il peut électriser cent hommes debout sur des gâteaux de cire, pourvû qu'ils se tiennent par les mains, & qu'un d'eux touche l'une de ces surfaces (l'extérieure) du bout de son doigt. Je sçais qu'il le peut, pendant que la bouteille se charge, mais je suis aussi certain qu'il ne le peut pas après qu'elle est chargée; car une bouteille étant préparée pour l'expérience de Leyde, suspendez-la au conducteur, & qu'un homme debout sur le plancher touche de son doigt la doublure, pendant que le globe tourne, jusqu'à ce que la matière électrique sorte du crochet de la bouteille ou de quelque partie du conducteur, je crois que c'est le signe le plus certain que la bouteille a reçu toute la matière électrique qu'elle peut recevoir: après ce signe, que l'homme, qui auparavant étoit sur le plancher, monte sur un gâteau de cire, il peut y rester des heures entières le globe tournant pendant tout ce tems-là, & cependant ne donner aucun signe d'électricité.

Après que la matière électrique fut poussée dehors du crochet de la bouteille préparée pour l'expérience de Leyde comme ci-dessus, je pendis une autre bouteille préparée de la même manière à un crochet attaché à la doublure de la première, & je tins cette autre bouteille dans ma main; mais si quelque matière électrique passoit au travers du verre de la première bouteille, la seconde la recevroit & la rassembleroit assurément; mais ayant tenu les bouteilles dans cette situation pendant un tems considérable, pendant lequel le globe ne cessa de tourner, je ne m'apperçus point que la seconde bouteille fut chargée le moins du monde, car quand je portai le doigt au crochet, comme dans l'expérience de Leyde, je n'éprouvai pas la moindre commotion, & je ne vis pas une étincelle partir du crochet.

Je fis aussi l'expérience suivante, ayant chargé deux bouteilles (préparées pour l'expérience de Leyde) par leurs crochets, deux personnes en prirent chacun une dans leurs mains, l'un par le côté, l'autre par le crochet, ce qu'il fit en ôtant la communication avec le fond, avant de prendre le crochet, ces personnes se placèrent chacune à un de mes côtés, pendant que j'étois debout sur un gâteau de cire, & que je tenois le crochet de la bouteille qui étoit tenuë par la doublure (sur quoi il partit une étincelle; mais la bouteille ne fut pas déchargée pendant que je fus sur la cire) tenant le crochet, je touchai la doublure de la bouteille qui étoit tenuë par son crochet de mon autre main, sur quoi on apperçut une étincelle considérable entre mon doigt & la doublure, & les deux bouteilles furent sur le champ déchargées. Si l'opinion de l'Abbé est fondée, que la surface extérieure communiquant avec la doublure est chargée aussi bien que l'intérieure communiquant avec le crochet, comment puis-je, moi qui suis sur la cire, décharger ces deux bouteilles, quand il est bien connu que je n'en pourrois pas décharger une séparément? Bien plus, supposé que j'aye tiré la matière électrique des deux, qu'est-elle devenuë? car il ne paroît pas que j'en aye une quantité plus grande quand l'expérience est finie, & que je n'ai pas bougé de dessus la cire.

Cette expérience me démontre donc pleinement que la surface extérieure n'est pas chargée, & non-seulement cela, mais qu'il lui manque autant de matière électrique que l'intérieure en a par excès; car par cette supposition, qui est une partie du systême de Mr. Franklin, on rend aisément raison de l'expérience précédente de cette sorte: quand je suis sur la cire mon corps n'est pas capable de recevoir du crochet d'une bouteille toute la matière électrique qu'elle est prête à donner, elle ne peut pas non plus en donner autant à la doublure de l'autre bouteille qu'elle est prête à en prendre, quand il n'y en a qu'une d'appliquée contre moi; mais quand elles le sont toutes deux, la doublure reçoit de l'une ce que le crochet donne: ainsi je reçois le feu de la première bouteille en B, dont la surface extérieure est fournie par la main en A: je donne le feu à la seconde bouteille en C, dont la surface intérieure est déchargée par la main en D. Cette décharge en D peut être renduë sensible en recevant ce feu dans le crochet d'une troisiéme bouteille, ce qui s'exécute ainsi: au lieu de prendre le crochet de la seconde bouteille dans votre main, faites passer au travers le fil-d'archal d'une troisiéme bouteille préparée comme pour l'expérience de Leyde, & tenez cette troisiéme bouteille dans votre main, la seconde y étant penduë par les bouts des crochets, passés l'un dans l'autre: quand l'expérience est achevée, cette troisiéme bouteille reçoit le feu en D, & elle sera chargée. Si l'on considère cette expérience, elle doit, je pense, prouver parfaitement que la surface extérieure d'une bouteille chargée manque de matière électrique, pendant que l'intérieure en a un excès. Quelque chose de plus, qui est digne de remarque dans cette expérience, c'est que je ne sens ni commotion ni choc dans mes bras, quoiqu'ils soient dans un instant traversés d'une si grande quantité de matière électrique; je ne sens qu'une piqûre aux bouts de mes doigts. Cela me fait penser que l'Abbé se trompe quand il dit qu'il n'y a point de différence entre le choc senti en faisant l'expérience de Leyde & la piqûre sentie en tirant de simples étincelles, si ce n'est du plus au moins. Dans la dernière expérience il passe à travers mes bras autant de matière électrique que m'en auroit donné un coup très-considérable, s'il y avoit eu une communication immédiate, par mes bras, du crochet à la doublure de la même bouteille; parce que quand elle fut prise dans une troisiéme bouteille, & que cette bouteille fut déchargée en particulier à travers mes bras, elle me donna un coup sensible. Si ces expériences prouvent que la matière électrique ne passe pas à travers l'entière épaisseur du verre, il est d'une conséquence nécessaire qu'elle doit toujours sortir par où elle est entrée.