Lambert-Adolphe-Jacques Quetelet to Faraday   20 March 1851

Bruxelles | le 20 mars 1851

Mon cher ami,

J’ai reçu par Mm. Schlagintweit¹ le beau présent que vous m’avez fait: rien ne pouvait m’être plus agréable que de recevoir Votre portrait avec une inscription de Votre main qui témoigne de l’Amitié dont Vous Voulez bien m’honorer. Je veux désormais avoir toujours ce portrait sous mes yeux; il se trouve dans le lieu le plus apparent de mon cabinet de travail, dont il fait le principal ornement.

Je Vous félicite sur les résultats remarquables que Vous avez obtenus au sujet des propriétés magnetiques du gaz oxygène. Notre Academie a qui j’ai cru pouvoir communiquer ce que Vous m’en avez dit dans votre dernière lettre², en a pris connaissance avec un Vif intéret³. j’aurais du vous exprimer mes remerciments dupuis longtemps; mais je voulais, en vous écrivant, Vous transmettre la suite de mes travaux sur l’électricité de l’air, travaux auxquels Vous avez bien Voulu prêter quelqu’attention⁴. Je trouve enfin, aujourd’hui, un moment pour satisfaire à ce désir.

Mon principal but en vous fesant cette communication est de vous prier d’examiner si vos découvertes récentes sur l’oxygène peuvent aussi rendre compte des Variations périodiques de l’électricité. Je ne doute aucunement que cet important sujet n’ait déjà fixé Votre attention. Mon premier travail sur l’électricité contenait les résultats de quatre années et demie d’observations⁵; je puis y joindre aujourd’hui, une des deux années 1849 et 1850, et du commencement de 1851: peut être ne les verrez vous pas sans intêret. Ils confirment en général les principaux faits déduits de mes observations antérieures; et cependant l’année 1849 a présenté une anomalie très sensible pendant les sept premiers mois: l’électricité a été notablement inférieure à ce qu’elle est dans son état ordinaire: vous pourrez en juger par le tableau cijoint qui, outre les Valeurs moyennes et extremes de chaque mois observés directement, contient aussi les moyennes mensuelles, en ramenant à une même échelle les déterminations de chaque jour.

on y retrouve aussi la même loi de continuité; les mêmes différences entre l’hiver et l’été, pour autant, bien entendu, que le permettent les années considérées individuellement.

Rien n’est plus propre à faire apprécier la lacune qui existe encore dans nos connaissances relativement à l’électricité de l’air, que le doute qui entoure les anomalies que j’ai observées pendant la première partie de l’année 1849. Il m’a été impossible de trouver des observations qui pussent servir de contrôle aux miennes. Aucun observatoire, du moins à ma connaissance, ne publie jusqu’à ce jour des observations quotidiennes régulières sur l’électricité atmosphérique: c’est là une lacune trés facheuse, comme on ne tardera pas à le reconnaître.

Quand une année est remarquable par une température anormale, par des pluies excessives ou des sècheresses, tous les méteorologistes s’accordent pour constater ces irrégularités dans le cercle où elles se sont manifestées: malheureusement il n’en est pas de même ici. J’ai consulté des recueils d’observations des plus estimés et je n’y ai trouvé aucun renseignement qui peut me satisfaire.

Il en résulte qu’on peut me demander si l’affaiblissement dans l’état électrique de l’air était un fait bien réel, ou s’il n’était qu’apparent; s’il n’était point du, par exemple, à un dérangement de mon instrument? et en supposant cet affaiblissement d’électricité bien constaté, était il purement local? toutes ces questions peuvent prendre d’autant plus d’importance que l’anomalie signalée coincidait à peu près avec le retour du fléau qui a si cruellement éprouvé nos populations⁶. ces difficultés m’ont porté à rechercher s’il n’y aurait pas moyen de rendre un électromètre comparable à lui même à différentes époques.

J’avais montré déjà, dans mon premier travail⁷, qu’il est facile de comparer entre eux deux électromètres de Peltier⁸, et de construire des tables d’équivalents pour leurs indications mais, quand une comparaison a été faite, et que l’instrument comparé a été transporté dans un autre pays; ou même, sans qu’il y ait eu transport, après qu’il s’est écoulé un certain temps, il importe de s’assurer que les indications n’ont pas Varié, qu’elles ont bien conservé leurs Valeurs absolues.

Cette Vérification peut se faire d’une manière très facile. il suffit en effet de s’assurer que l’aiguille a conservé toute sa mobilité et que sa force directrice est restée la même. or, cette force directrice, ici, est donnée par la petite aiguille aimantée attachée à l’aiguille indicatrice de l’électromètre. il suffira alors de soumettre la petite aiguille aimantée aux procédés ordinaires qui servent à constater son énergie magnétique; c’est à dire de la faire osciller librement dans un plan horizontal et de constater si son état magnétique est resté le même. On doit tenir compte, bien entendu, des corrections ordinaires employées en pareil cas pour la température, la torsion des fils, la variation de l’intensité horizontale du magnétisme tettestre, &c.

On conçoit que, par des procédés analogues, on peut faire dépendre aussi la détermination de la force électrique absolue de la terre, de celle de son magnétisme absolu: problème important, mais dont je n’ai point à m’occuper pour le moment. Il me suffit d’avoir établi qu’on peut par un procédé fort simple reconnaître qu’un électromètre de Peltier est resté comparable à lui même. Bien que la chose soit très simple en soi, je m’étonne que cette précaution n’ait pas été indiquée encore. Si l’idée m’était Venue de Vérifer ainsi l’aiguille directrice de mon électromètre, en 1849, et aux époques qui ont precédé et suivi, je n’aurais pas à rechercher aujourd’hui, si mon instrument a pu subir un dérangement temporaire, ni à m’occuper d’observations étrangères qui puissent contrôler les miennes.

Si vous pensez que ces remarques si simples puissent être de quelqu’utilité, ou qu’elles puissent porter d’autres physiciens à entreprendre des séries d’observations électriques si nécessaires à la Science, je vous prie de faire de cette lettre tel usage que vous jugerez convenable. Je me soumets entièrement à Vous, comme au juge le plus compétent en ces matières.

Je vous prie de vouloir bien présenter mes hommages à Madame Faraday, et de recevoir, mon cher et illustre confrère, mes compliments les plus respecteux,

Votre ami | Quetelet

Je ne vous parle pas de la mort d’Oersted⁹: cette nouvelle m’est d’autant plus penible que ce grand physicien m’honorait de son amitié. Oersted et Schumacher¹⁰ à des termes si rapprochés!

Degrés d’électricité aux différents mois (observatoire royal de Bruxelles)

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TRANSLATION<qr>Brussels | 20 March 1851

My dear friend,

I received from Messrs Schlagintweit¹² the beautiful present that you sent: nothing could be more agreeable than to receive a portrait with an inscription in your own hand, testifying to the friendship with which you wish to honour me. I wish from now on to have this portrait always before my eyes; I have put it in the most obvious place in my study, where it is the principal ornament.

I congratulate you on the remarkable results that you have obtained on the magnetic properties of oxygen. Our Académie to which I believed myself able to communicate what you told me in your last letter¹³ learned of it with great interest¹⁴. I should have thanked you a long time ago; but I wanted, in writing to you, to send you the results of my work on atmospheric electricity, work in which you have expressed some interest¹⁵. I have finally found time, today, to satisfy this desire.

My foremost reason for sending you this information is to ask you to examine if your recent discoveries on oxygen can also account for the periodic variations in electricity. I have no doubt that this important subject has already awakened your interest. My¹⁶ first memoir on the electricity of the air contained the results of four and a half year’s observations¹⁷. I can now add to them those of 1849, 1850, and the beginning of 1851; you will see them, probably, not without interest. They confirm generally the principal facts deduced from former observations; nevertheless the year 1849 has presented a very sensible anomaly during the first seven months: the electricity is then less in a remarkable degree than the ordinary proportion, as you will perceive by the accompanying tables, which, besides the mean and extreme values of each month observed directly, contain also the monthly means obtained in reducing the determinations of each day to the same scale.

As far as is permitted by the consideration of the years individually, we meet again with the same law of continuity and the same differences between summer and winter as before.

Nothing is more fitted to make one appreciate the deficiency which still exists in our relative knowledge of the electricity of the air, than the doubt which surrounds the anomalies I have observed during the first part of the year 1849. I have been unable to find any observations which may serve to control my own. No observatory, at least as far as I know, has published up to this time regular daily observations of the electricity of the air; and this constitutes a deficiency most annoying, as we shall not be long in perceiving.

When a year is remarkable by an abnormal temperature, by extreme rainy or dry periods, all meteorologists agree in determining its irregularities in the district where they are manifested; unfortunately it is not the same here. I have consulted the most esteemed collections of observations, and I have found nothing there which could satisfy my want.

Consequently it may be demanded of me whether the deficiency in the electricity of the air is real or only apparent; whether the result is not due, for example, to a derangement of my instrument? or, supposing this weakening of the electricity well ascertained, was it local or not? All these questions derive still higher importance from the fact that the anomaly remarked coincided very nearly with the return of that scourge which caused our population to suffer so cruelly¹⁸. These difficulties have led me to search whether there were not means of rendering an electrometer comparable to itself at different times.

I have already shown in my first memoir¹⁹ that it is easy to compare two Peltier’s electrometers²⁰ with each other, and to construct tables of equivalents for their indications; but when a comparison has been made and the compared instrument has been carried into another country, or even without, after it has been employed for a certain time, it is important to be assured that its indications have not varied, but have preserved their absolute values.

This verification may be very easily made; it is enough to ascertain that the needle has preserved all its mobility, and that its directive power has remained unchanged. Now the directive force is given by the little magnetic needle attached to the indicating needle of the electrometer; it is sufficient therefore to submit this little needle to the ordinary processes employed to determine magnetic energy, that is to say, to make it oscillate freely in a horizontal plane, and to ascertain that its magnetism has remained unaltered. It should be well understood that account is kept of the ordinary corrections employed in such cases for temperature, torsion of thread, variations of the horizontal intensity of the earth, &c.

One can understand how by analogous processes we may also make the determinations of the absolute electric force of the earth depend on that of its absolute magnetism; an important problem with which I cannot occupy myself at this moment. It is sufficient for me to establish, that by a very simple process we may ascertain whether a Peltier’s electrometer has remained comparable with itself. The thing is so simple that I am astonished the precaution has not as yet been indicated. If the idea had come into my mind of thus verifying the needle of my electrometer in 1849 and at preceding and following epochs, I should not now have had to search out whether my instrument could undergo a temporary derangement, nor to look after foreign observations to control my own.

If you think that these simple remarks may be of any service or induce other philosophers to undertake those series of electric observations so important to science, I beg you to make such use of this letter as may seem to you expedient²¹.

I submit entirely to you as the best judge in these matters.

I ask you kindly to present my homage to Mrs Faraday and to receive, my dear and illustrious colleague, my most respectful compliments

Your friend | Quetelet.

I will not talk of the death of Oersted²²: this news is all the more painful since this great physicist honoured me with his friendship. Oersted and Schumacher²³ so close together!