Chapter 15

Faites une croix de deux petites lates, les bras assez longs pour atteindre aux quatre coins d'un grand mouchoir fin de soye: quand il est étendu, liez les coins de ce mouchoir aux extrémités de la croix: par ce moyen vous avez le corps d'un cerf-volant; en y ajoutant adroitement une queuë, une gance & une ficelle, il s'élèvera en l'air comme ceux qui sont faits de papier; mais celui-ci qui est de soye est plus propre à résister au vent & à la pluye d'un orage sans se déchirer. Au sommet du montant de la croix il faut fixer un fil-d'archal très-pointu qui s'élève d'un pied ou plus au-dessus du bois. Au bout de la ficelle près de la main, il faut noüer un cordon ou ruban de soye, & attacher une clef dans l'endroit où la soye & la ficelle se joignent. On élève ce cerf-volant lorsqu'on est sur le point d'avoir du tonnerre, & la personne qui tient la corde doit être en dedans dune porte ou d'une fenêtre, ou sous quelqu'abri, ensorte que le ruban de soye ne soit pas mouillé, & l'on prendra garde que la ficelle ne touche pas le cadre de la porte ou de la fenêtre. Aussitôt que quelques parties de la nuée de tonnerre viendront sur le cerf-volant, le fil-d'archal pointu en tirera le feu électrique, & le cerf-volant, avec toute la ficelle, sera électrisé, les filamens de la ficelle qui ne sont pas serrés se dresseront en dehors de tous côtés, & seront attirés par l'approche du doigt, & quand la pluye a mouillé le cerf-volant & la ficelle, de façon qu'ils puissent conduire librement le feu électrique, vous trouverez qu'il découle en abondance de la clef à l'approche de votre doigt: on peut charger la bouteille à cette clef, enflammer les liqueurs spiritueuses avec le feu ainsi ramassé, & faire toutes les autres expériences électriques qu'on fait ordinairement avec le secours d'un globe ou d'un tube de verre frotté, & par ce moyen on démontre parfaitement l'identité de la matière électrique avec celle de la foudre.

_LETTRE XI._

_De B. FRANKLIN Ecuyer de Philadelphie._

Puisque vous me dites que notre ami Cave est prêt à ajouter quelques dernières expériences à ma feüille volante avec l'_errata_, j'envoye une copie d'une lettre du Docteur Colden, qui peut aider à remplir quelques pages, & encore mon expérience du cerf-volant dans la gazette de Pensylvanie: je n'ai rien à y ajouter de nouveau, si ce n'est l'expérience suivante, pour découvrir un plus grand nombre des propriétés du fluide électrique.

EXPÉRIENCE

_Pour découvrir un plus grand nombre des propriétés du fluide électrique._

Suspendez par un crochet de fil-d'archal un boulet au premier conducteur; placez sous le boulet à six lignes de distance une plaque d'argent poli pour recevoir les étincelles; faites alors tourner la rouë, & si les étincelles répétées frappent continuellement sur le même endroit, il s'y fera dans peu de minutes une tache bleuë approchant de la couleur d'un ressort de montre.

Une plaque de fer poli exposée à la même épreuve, sera aussi tachée, mais non pas de la même couleur; elle semble plutôt corrodée.

Je ne me suis pas apperçu que cette opération fît aucune impression sur l'or, le cuivre ou l'étain, mais les taches sur l'argent ou le fer seront les mêmes, soit que le boulet soit de plomb, de cuivre, d'or ou d'argent.

Il paroîtroit aussi une petite tache sur le boulet d'argent, de même que sur la plaque qui seroit au-dessous.

NOUVELLES EXPÉRIENCES ET OBSERVATIONS SUR L'ÉLECTRICITÉ.

_Faites à Philadelphie en Amérique par B. Franklin, Écuyer, & communiquées à P. Collinson, Écuyer, de la Société Royale de Londres, & lûes à la même Société le 27. Juin & le 4. Juillet 1754. On y a ajouté un écrit sur le même sujet par J. Canton M. A. membre de la Société Royale, lû à la même Société le 6. Décembre 1753. & un autre pour la défense de Mr. Franklin contre l'Abbé Nollet, par M. D. Colden de la nouvelle York._

TROISIÉME PARTIE.

À Londres 1754.

_LETTRE XII.

De B. FRANKLIN Écuyer de Philadelphie.

À P. Collinson Écuyer de la Société Royale de Londres._

_Septembre 1753._

MONSIEUR,

Dans mon premier écrit sur cette matière fait d'abord en 1747. augmenté & envoyé en Angleterre en 1749. je regardai la mer comme la grande source des éclairs; j'imaginois que la lumière qu'on y apperçoit venoit du feu électrique produit par le frottement des particules d'eau avec celles de sel. Éloigné des côtes je n'avois pas alors la commodité de faire des expériences sur de l'eau de mer, de sorte que j'embrassai cette opinion trop à la hâte.

Car en 1750. & 51. étant par occasion sur les côtes, je trouvai par des expériences que l'eau de la mer dans une bouteille, quoiqu'elle parût d'abord lumineuse en l'agitant, perdit cependant cette vertu dans peu d'heures. De cette observation & de ce qu'en agitant du sel fondu dans de l'eau je ne pouvois produire aucune lumière, je commençai d'abord à douter de ma première supposition, & à soupçonner que cette lumière dans l'eau de la mer devoit être attribuée à quelques autres principes.

J'examinai alors s'il n'étoit pas possible que les particules de l'air, étant électriques par elles-mêmes, tirassent leur feu électrique de la terre dans les grands coups de vent par leur frottement contre les arbres, les montagnes, les bâtimens, &tc. comme autant de petits globes électriques frottans contre des coussins non-électriques, & que les vapeurs qui s'élèvent reçussent de l'air ce feu, & que par ces moyens les nuages devinssent électrisés.

J'imaginai que si la chose étoit ainsi, poussant violemment avec des soufflets un courant d'air contre mon premier conducteur, je pourrois l'électriser négativement, le frottement des particules de l'air le dépoüillant d'une partie de sa quantité naturelle du fluide électrique; mais l'expérience que je tentai dans cette vûe ne me réussit pas.

En Septembre 1752. j'élevai une verge de fer pour tirer l'éclair dans ma maison, afin de faire quelques expériences dessus, ayant disposé deux timbres pour m'avertir quand la verge seroit électrisée; cette pratique est familière à tout Électricien.

Je trouvai que les timbres sonnèrent quelquefois quoiqu'il n'y eût ni éclair ni tonnerre, mais seulement un nuage obscur au-dessus de la verge, que quelquefois après un coup d'éclair ils s'arrêtoient tout d'un coup, que d'autres fois, sans avoir sonné auparavant, ils commençoient à le faire soudain après l'éclair, que l'électricité étoit quelquefois, très-foible, ensorte qu'après en avoir tiré une petite étincelle, on étoit quelque tems sans pouvoir en tirer d'autre; que d'autrefois les étincelles se suivoient avec une extrême rapidité, en ayant eu un jour un courant continuel d'un timbre à l'autre de la largeur d'une plume de corbeau; il y eut même des variations considérables pendant le même orage.

L'hyver suivant j'imaginai une expérience pour découvrir si les nuages étoient électrisés positivement ou négativement; mais ma verge pointuë avec tout son appareil s'étant dérangée, je ne la rétablis que vers le printems, lorsque j'espérai que la chaleur occasionneroit plus de nuages orageux.

Cette expérience consistoit à prendre deux bouteilles, à en charger une du feu de la verge de fer & à donner à l'autre une charge égale avec le globe de verre électrique par le moyen du premier conducteur, & après les avoir chargées, à les placer sur une table à trois ou quatre pouces l'une de l'autre, ayant suspendu au plat-fons avec un fil de soye fin, une boulette de liége qui pût joüer entre les crochets. Si les deux bouteilles étoient électrisées positivement, la boulette attirée & repoussée par l'une, devroit aussi être repoussée par l'autre: si l'une étoit positivement & l'autre négativement, la boulette seroit attirée & repoussée tour à tour par chacune, & continueroit de joüer entr'elles aussi long-tems qu'elles conserveroient quelque charge considérable.

Ayant fort à coeur de faire cette expérience, le hazard voulut que je fusse absent pendant les deux plus gros orages que nous eûmes de bonne heure dans le printems, ce qui ne fut pas une petite mortification pour moi. J'avois bien ordonné dans ma maison que si les timbres sonnoient, pendant mon absence, on enfermât quelqu'éclair pour moi dans des bouteilles électriques, & on le fit aussi; mais tout étoit presque dissipé avant mon retour; & dans quelques autres orages la quantité d'éclairs que je pus renfermer étoit si petite, & la charge si foible, que je ne pus me satisfaire; cependant je vis quelquefois de quoi augmenter mes soupçons & enflammer ma curiosité.

Enfin le 12. Avril 1753. étant arrivé un orage qui fut assez vif pendant quelque tems, je chargeai une des bouteilles passablement bien avec l'éclair, & l'autre avec l'électricité de mon globe de verre, également autant que j'en pus juger; & les ayant disposées convenablement, je vis avec autant de surprise que de plaisir la boulette de liége joüer avec vîtesse de l'une à l'autre, & je fus convaincu que l'une des deux étoit électrisée négativement.

Je répétai plusieurs fois cette expérience pendant cet orage & pendant huit autres orages de suite, toujours avec le même succès, & étant persuadé (par les raisons détaillées d'abord dans ma lettre à M. Kinnersley, imprimée depuis à Londres,) que le globe de verre électrise positivement, je conclus que les nuages sont toujours électrisés négativement, ou contiennent toujours moins que leur quantité naturelle de fluide électrique.

Malgré tant d'expériences il semble cependant que ma conclusion étoit tirée trop précipitamment, car enfin le 6. de Juin dans un orage qui dura depuis cinq heures après midi jusqu'à sept, je trouvai un nuage qui étoit électrisé positivement, quoique plusieurs qui étoient passés auparavant au-dessus de ma verge pendant le même orage, fussent dans l'état négatif. Voici comme je le découvris.

Je faisois en même tems une autre expérience que je répétai plusieurs fois pour m'assurer de l'état négatif des nuages; la voici. Pendant que les timbres sonnoient, je pris la bouteille chargée au globe, j'appliquai son crochet à la verge, dans l'idée que si les nuages étoient électrisés positivement, la verge qui en recevoit son électricité le seroit aussi de la même façon, & alors l'électricité positive ajoutée avec la bouteille feroit sonner les timbres plus vîte; mais si les nuages étoient dans un état négatif, ils devoient épuiser le fluide électrique de la verge & la réduire au même état négatif où ils étoient; alors le crochet de la bouteille chargée positivement fournissant à là verge ce qui lui manquoit, (autrement elle auroit été obligée de le tirer de la terre par le moyen de la boulette de cuivre suspendue entre les deux timbres,) le carillon cesseroit jusqu'à ce que la bouteille fût déchargée.

Je déchargeai promptement dans la verge de cette manière plusieurs bouteilles qui étoient chargées au globe; le fluide électrique passant du crochet dans la verge jusqu'à ce que le crochet ne tirât plus d'étincelles du doigt; & pendant que la verge recevoit de la bouteille, les timbres cesserent de sonner: mais en continuant d'appliquer le crochet de la bouteille à la verge, j'épuisai la quantité naturelle de la surface intérieure de ces bouteilles, ou pour m'exprimer à l'ordinaire je les chargeai négativement.

Enfin pendant que je chargeois une bouteille à mon globe pour répèter cette expérience, mes timbres s'arrêtèrent d'eux-mêmes, & après une pause recommencèrent à sonner; mais quand j'approchai de la verge le crochet de la bouteille chargée, au lieu du courant ordinaire que j'attendois du crochet à la verge, il n'y eut pas d'étincelles, pas même lorsque je les fis toucher. Cependant les timbres continuèrent à sonner fortement, ce qui me fit connoître que la verge étoit alors électrisée positivement, aussi bien que le crochet de la bouteille & au même dégré, & par conséquent que le nuage particulier qui étoit alors au-dessus de la verge étoit dans le même état positif; c'étoit vers la fin de l'orage.

Mais c'est une expérience unique qui, néanmoins fait une exception à ma première conclusion qui étoit trop générale, & me réduit à celle-ci, que les nuages d'un orage accompagné de tonnerre sont le plus ordinairement dans un état négatif d'électricité, mais quelquefois dans un état positif.

Je crois que le dernier cas est rare, car quoique bientôt après la dernière expérience je fis un voyage à Boston, & fus hors de chez moi la plus grande partie de l'été, ce qui m'empêcha de poursuivre mes observations & mes essais; cependant M. Kinnersley revenu des isles précisément au tems de mon départ, continua les expériences pendant mon absence, & il m'assure qu'il trouva toujours les nuages dans l'état négatif; ensorte que le plus souvent dans les coups de foudre c'est la terre qui frappe les nuages, & non les nuages qui frappent la terre.

Ceux qui sont versés dans les expériences électriques concevront aisément que les effets & les apparences doivent être à peu de chose près les mêmes dans les deux cas; même explosion, même éclair entre deux nuages, entre les nuages & les montagnes, &c. même rupture des arbres, des murailles, &c. que le fluide électrique rencontre sur son partage, même coup fatal pour les corps animaux, & que les verges pointuës plantées sur les bâtimens où les mâts des vaisseaux, & communiquant avec la terre ou la mer, doivent être également propres à rétablir doucement & en silence l'équilibre entre la terre & les nuages, ou à conduire un éclair ou un coup de foudre, s'il y en avoit, de manière à préserver la maison ou le vaisseau; car les pointes ont autant de vertu pour pousser le feu électrique que pour l'attirer, & les verges l'élèveront aussi bien qu'elles le feront descendre.

«M. le Roy de l'Académie des Sciences, dont nous avons déjà parlé, avoit aussi conjecturé long-tems avant d'avoir été informé des nouvelles découvertes faites en Amérique, que l'électricité des nuages devoit être négative: voici comme il s'en explique à la fin d'un mémoire qu'il lût à l'Académie le 9. Avril 1755.

«À ces conséquences j'en pourrois ajouter plusieurs autres assez importantes: mais je me contenterai de faire remarquer, 1º. que cette électricité nous montre qu'il pourroit bien y avoir dans la nature tel agent lequel électriseroit les corps en y raréfiant le fluide électrique, ce qu'on n'avoit pû soupçonner jusqu'ici, opération qui est même plus simple que celle par laquelle on conçoit ordinairement que cet effet a lieu. 2º. Qu'il y a une grande analogie entre un aimant & un systême de corps électrisés par _condensation_ & par _raréfaction_, les corps aimantés par un pôle se repoussant & attirant ceux qui sont aimantés par l'autre, comme ceux qui sont électriques d'une même façon se repoussent tandis qu'ils attirent ceux qui le sont d'une façon contraire; enfin que le choc de l'expérience de Leyde n'est qu'une suite pour ainsi dire des deux électricités par _condensation_ & par _raréfaction_, une bouteille de Leyde se chargeant dans un instant, quand on fait communiquer le côté avec le bâtis & le crochet avec le conducteur, ou _vice versâ_, & ne pouvant absolument se charger lorsque l'on la fait communiquer de même avec deux corps électrisés au même degré; c'est ce que je me propose de montrer dans un mémoire où je compte donner l'analyse de cette expérience.

«Le R. P. Beccaria après avoir observé des différences marquées entre l'électricité positive & l'électricité négative, comme il a été ci-devant rapporté, ne fut pas long-tems à reconnoître les mêmes différences dans l'électricité naturelle. Il remarqua que son appareil électrisé par le tonnerre, ou seulement par les nuages sans apparence de tonnerre, étoit tantôt dans un état positif & tantôt dans un état négatif; il a donné un détail bien circonstancié de toutes ses observations à ce sujet dans son _Libro secondo del Electricismo naturale_, imprimé _in_-4º. à Turin en 1753.»

Mais quoique les éclaircissemens tirés de ces expériences ne changent rien dans la pratique, il, en est tout autrement pour la théorie, nous sommes maintenant aussi embarrassés à trouver une hypothèse pour expliquer par quels moyens les nuages deviennent électrisés négativement, que nous l'étions précédemment à montrer comment ils le devenoient positivement.

Je ne sçaurois m'empêcher de hazarder quelques conjectures sur ce sujet; voici celles qui s'offrent à présent à mon esprit; & quand même de nouvelles découvertes montreroient qu'elles ne sont pas tout-à-fait justes, elles pourroient, en attendant, être de quelque utilité, en excitant les curieux à faire davantage d'expériences, & en donnant occasion à des recherches plus exactes.

Je conçois donc que ce globe de terre & d'eau avec ses plantes, ses animaux & ses bâtimens contient une quantité de fluide électrique répanduë dans sa substance, précisément aussi grande qu'il en peut contenir; c'est ce que j'appelle la quantité naturelle.

Que cette quantité naturelle n'est pas la même dans toutes les espèces de matière commune sous des dimensions égales, ni dans la même espèce de matière commune dans toutes les circonstances. Mais un pied cube v. g. d'une sorte de matière commune, peut contenir plus de fluide électrique qu'un pied cube de quelqu'autre matière commune & une livre de la même espèce de matière commune, quand elle est raréfiée, peut en contenir plus que quand elle est condensée.

Car le fluide électrique étant attiré par quelque portion de matière commune, les parties de ce fluide (qui ont entr'elles une mutuelle répulsion,) s'approchent tellement l'une de l'autre par l'attraction de la matière commune qui les absorbe, que leur répulsion est égale à la force condensante de l'attraction dans la matière commune: ainsi cette portion de matière commune n'en absorbera pas davantage.

Les corps de différentes espèces ayant ainsi attiré & absorbé ce que j'appelle leur quantité naturelle, c'est-à-dire précisément autant de fluide électrique qu'il convient à leur état de densité, de raréfaction & au pouvoir d'attirer, ne donnent plus entre eux aucun signe d'électricité.

Et si l'on charge un de ces corps d'une plus grande quantité de fluide électrique, elle n'y entre pas, mais elle se répand sur la surface & y forme une atmosphère, & alors ce corps donne des signes d'électricité.

J'ai comparé dans un de mes écrits précédens la matière commune à une éponge & le fluide électrique à l'eau; on voudra bien me permettre de me servir encore une fois de la même comparaison pour éclaircir davantage ma pensée sur ce sujet.

Quand on condense un peu une éponge, en la pressant entre les doigts, elle ne prend & ne garde pas autant d'eau que dans son état le plus naturel de relâchement & de raréfaction.

Étant encore pressée & condensée davantage, il sortira quelque peu d'eau de ses parties intérieures qui s'écoulera par la surface.

Si l'on cesse entiérement de la presser avec les doigts, l'éponge reprendra non-seulement ce qui avoit été exprimé d'eau en dernier lieu, mais elle en attirera une quantité surabondante.

Comme l'éponge dans son état de raréfaction attirera & absorbera naturellement plus d'eau, & que dans son état de condensation elle attirera & absorbera naturellement moins d'eau, nous pouvons appeller la quantité qu'elle absorbe dans l'un ou l'autre de ces états, sa quantité naturelle relativement à cet état.

Or l'eau est au fluide électrique ce que l'éponge est à l'eau. Quand une portion d'eau est dans son état commun de densité, elle ne peut contenir plus de fluide électrique qu'elle n'en a; si on y en ajoûte, il se répand sur la surface.

Quand la même portion d'eau se raréfie en vapeurs & forme un nuage, elle est capable d'en recevoir & d'en absorber une beaucoup plus grande quantité; chaque particule a de la place pour avoir son atmosphère électrique.

Ainsi l'eau en son état de raréfaction ou dans la forme d'un nuage sera dans un état négatif d'électricité; elle aura moins que sa quantité naturelle, c'est-à-dire moins qu'elle n'est naturellement capable d'en attirer & d'en absorber dans cet état.

Ce nuage s'approchant assez de la terre pour être à portée d'être frappé, recevra de la terre un coup de fluide électrique, qui pour fournir à une grande étenduë de nuages, doit quelquefois contenir une très-grande quantité de ce fluide. Mais ce nuage passant sur des bois de haute futaye peut recevoir sans bruit quelque charge des pointes, & des bords aigus des feüilles de leurs cimes mouillées.

Un nuage étant chargé par quelque moyen que ce soit de la part de la terre peut frapper sur d'autres qui n'ont pas été chargés ou qui ne l'ont pas été autant, ceux-ci sur d'autres encore jusqu'à ce que l'équilibre soit établi entre tous les nuages qui sont à portée de se frapper l'un l'autre.

Le nuage ainsi chargé s'étant déchargé d'une bonne partie de ce qu'il a reçu d'abord, peut recevoir une nouvelle charge de la terre ou de quelqu'autre nuage qui aura été poussé par le vent à portée de la recevoir plus promptement de la terre.

Delà ces coups & ces éclairs redoublés & continuels jusqu'à ce que les nuages ayent reçu à peu près leur quantité naturelle en tant que nuages, ou jusqu'à ce qu'ils soient tombés en ondées & réunis à ce globe terraquée d'où ils tirent leur origine.

Ainsi les nuages orageux sont généralement parlant dans un état négatif d'électricité par rapport à la terre selon la plûpart de nos expériences; cependant comme dans l'une nous avons trouvé un nuage électrisé positivement, je conjecture que dans ce cas un pareil nuage, après avoir reçu ce qui, dans son état de raréfaction, étoit seulement sa quantité naturelle se trouva comprimé par l'action des vents ou de quelqu'autre manière, ensorte qu'une partie de ce qu'il avoit absorbé, fut chassée, & forma une atmosphère électrique autour de lui dans son état de condensation. C'est ce qui le rendit capable de communiquer une électricité positive à la verge.

Pour prouver qu'un corps dans différentes circonstances de dilatation & de contraction est capable de recevoir & de retenir plus ou moins de fluide électrique sur sa surface, je rapporterai l'expérience suivante: Je plaçai sur le plancher un verre à boire propre, & dessus un petit pot d'argent, dans lequel je mis environ trois brasses de chaîne de cuivre, à un bout de laquelle j'attachai un fil de soye qui s'élevoit directement au plat-fond où il passoit sur une poulie & delà redescendoit dans ma main, de sorte que je pouvois à mon gré enlever la chaîne du pot, l'élever à un pied de distance du plat-fond & la laisser par gradation retomber dans le pot.

Du plat-fond avec un autre fil de fine soye écruë, je suspendis un petit floccon de coton, de manière que quand il pendoit perpendiculairement il touchoit le côté du pot: ensuite approchant du pot le crochet d'une bouteille chargée, je lui donnai une étincelle qui se répandit autour en atmosphère électrique, & le floccon de coton fut repoussé du côté du pot à la distance de neuf ou dix pouces: le pot ne recevoit plus alors d'autre étincelle du crochet de la bouteille; mais à mesure que j'élevois la chaîne, l'atmosphère du pot diminua en se coulant sur la chaîne qui s'élevoit, & en conséquence le floccon de coton s'approcha de plus en plus du pot; & alors si je rapprochois de ce pot le crochet de la bouteille, il recevoit une autre étincelle & le coton retournoit à la même distance qu'auparavant, & de cette sorte à proportion que la chaîne étoit élevée plus haut, le pot recevoit plus d'étincelles, parce que le pot avec la chaîne déployée étoit capable de supporter une plus grande atmosphère que le pot avec la chaîne ramassée dans son intérieur. Que l'atmosphère autour du pot fût diminuée en enlevant la chaîne, & augmentée en la baissant, c'est une chose non-seulement conforme à la raison, puisque l'atmosphère de la chaîne doit être tirée de celle du pot quand elle s'enlève, & y retourner quand elle retombe; mais la chose est encore évidente aux yeux, le floccon de coton s'approchant toujours du pot quand on tiroit la chaîne en haut, & se retirant quand on la laissoit tomber.