Œuvres de Pierre Curie/04
LOIS DU DÉGAGEMENT DE L’ÉLECTRICITÉ PAR PRESSION, DANS LA TOURMALINE.
séance du 24 janvier 1881.
Nous allons d’abord énoncer les lois qui résultent de nos expériences sur le dégagement par pression de l’électricité dans la tourmaline. Nous exposerons ensuite, avec la rapidité qu’exige la brièveté de cette Note, nos procédés d’expériences et les limites entre lesquelles nous avons vérifié ces lois.
I. Les deux extrémités d’une tourmaline dégagent des quantités d’électricité de signes contraires égales entre elles.
II. La quantité mise en liberté par une certaine augmentation de pression est de signe contraire et égale à celle produite par une égale diminution de pression.
III. Cette quantité est proportionnelle à la variation de pression.
IV. Elle est indépendante de la longueur de la tourmaline.
V. Pour une même variation de pression par unité de surface, elle est proportionnelle à la surface.
Le résultat direct des expériences d’où l’on déduit les lois IV et V peut s’énoncer d’une façon simple : Pour une même variation de pression la quantité d’électricité qui se dégage est indépendante des dimensions de la tourmaline.
Les tourmalines que l’on voulait étudier avaient la forme de prismes parallèles à l’axe principal. Les deux bases étaient recouvertes de deux feuilles d’étain, protégées extérieurement par deux plaques de verre très épaisses, entre lesquelles on comprimait le cristal à l’aide d’un solide levier en bois. L’une des feuilles d’étain étant en communication avec le sol, l’autre était reliée à l’aiguille d’un électromètre Thomson-Mascart. La déviation obtenue à la suite d’une variation de pression était proportionnelle à la quantité d’électricité dégagée, la capacité de la feuille d’étain, dans les conditions qui viennent d’être décrites, étant toujours négligeable devant la capacité de l’électromètre.
Les tourmalines transparentes, incolores ou légèrement colorées en vert, jaune ou rose, sont, en général, parfaitement isolantes, et ce sont celles-là seulement qui ont servi aux expériences quantitatives. Quelle que soit leur coloration, ces tourmalines semblent être à peu près équivalentes au point de vue des phénomènes électriques ; les différences, s’il y en a, sont certainement très petites ; cependant il serait nécessaire de passer en revue un nombre considérable d’échantillons avant de pouvoir affirmer qu’il en est toujours ainsi.
Les tourmalines plus ou moins opaques ou noires sont conductrices de l’électricité. Une tourmaline noire donnait une impulsion de l’aiguille de l’électromètre égale au cinquième environ de la déviation obtenue pour un même poids avec une tourmaline transparente ; de plus, l’aiguille revenait rapidement au zéro.
Les déviations dont il était nécessaire de vérifier l’égalité ou la proportionnalité n’étaient exactes, vu les causes d’erreur négligées, qu’à un vingtième de leur valeur. Nous n’avons pas jugé nécessaire d’essayer d’atteindre une approximation plus grande, car l’exactitude des lois énoncées ressort des différences considérables entre les dimensions des tourmalines employées.
Pour une même surface, les longueurs ont varié depuis 0mm,5 jusqu’à 15mm, donc dans la proportion de 1 à 30. Pour une même longueur, les surfaces ont varié depuis 2mm² jusqu’à 1cm², donc dans la proportion de 1 à 50. Étant donnée l’approximation des expériences et en supposant les lois énoncées comme étant des lois limites, on peut donc certifier, lorsqu’on double la longueur, que la différence avec la loi véritable est inférieure à un six-centième, et, lorsqu’on double la surface, qu’elle est inférieure à un millième.
Une parcelle de 1mm³ dégage, pour une même pression, la même quantité d’électricité qu’un morceau volumineux de plusieurs centimètres cubes. Enfin, l’effet produit par l’addition d’un des premiers kilogrammes est sensiblement le même que celui produit par le centième kilogramme pour une surface de 1cm².
Dans un remarquable travail, Gaugain a montré la simplicité des phénomènes pyro-électriques de la tourmaline. Les lois qu’il a énoncées peuvent être placées en regard de celles qui font l’objet de cette Note. Il est facile de voir qu’elles peuvent être calquées l’une sur l’autre, si l’on se laisse guider par l’hypothèse que nous avons émise, et qui consiste à admettre que les phénomènes résultant des variations de pression ou ceux résultant des variations de température sont dus à une seule et même cause : la contraction ou la dilatation suivant l’axe de la tourmaline.