Macedonio Melloni to Faraday   1 July 1854

Moretta de Portici | ce 1er Juillet 1854

Cher et illustre ami

J’ai recu, il y a quelques jours, les documents relatifs aux expériences que vous avez eû la bonté de faire faire à ma requistion par l’ingenieur en chef de la compagnie anglaise des télégraphes eléctriques¹: elles m’ont beaucoup interessé et je ne manquerai pas d’en rendre compte à mes collegues dans la premiere séance de notre académie des sciences... il se pourrait que l’exemple d’une société particulière si favorable aux recherches scientifiques induisit enfin le Ministre de l’instruction publique de Naples à fournir les petites ressources que l’Académie lui a demandées dupuis longtems pour mettre en oeuvre mon projet d’expériences magnetiques autour du Vesuve..... Quoiqu’il arrive, recevez mes plus vifs remercîments pour cette nouvelle preuve de votre précieuse amitié et soyez bien convaincu qu’elle restera profondément gravée dans mon coeur!

Le nouveau modele de mon eléctrosope² sera bientôt fini et je ne manquerai pas de vous en envoyer de suite la description. En attendant je vais vous communiquer quelques resultats obtenus avec l’ancien modele, fort incomplet sans aucun doute, mais bien superieur, comme je vous le disais à tous les autres eléctroscopes, soit pour la sensibilité, soit pour la netteté des indications. Ces resultats me paraissent en général favorables à votre ingenieuse théorie de l’induction et de la conductibilité eléctrique; il y en a cependant quelques uns dont je ne puis encore me rendre compte et je vous serai bien obligé si vous vouliez m’éclairer là dessus. Voici les faits que je vais résumer le plus brièvement possible.

Il faut premettre [sic] d’abord qu’un corps est complètement garanti des actions d’attraction et de repulsion provenant d’une source eléctrique extérieure lorsqu’on l’abrite convenablement par un écran de métal mis en communication avec le sol. Cela posé, vous concevez qu’avec mon appareil, un écran percé, et un petit bâton de cire d’espagne eléctrisé je puis facilement étudier la transmission des milieux de differente nature pour la force eléctrique rayonnante. Or je trouve que cette force ne se propage jamais immédiatement dans les substances solides et liquides, comme quelques physiciens semblent l’admettre à l’égard du verre; mais toujours par la voie médiate, c’est-à-dire de couche en couche; ce qui rentre parfaitement dans vos idées. Cependant je ne comprends pas d’une maniere bien nette comment la radiation eléctrique parvenue à la surface du milieu se propage egalement dans tous les sens de sa masse, et surtout, comment elle se renverse complètement dans certaines circonstances

Soit A le corps eléctrisé, B l’ecran percé, C le milieu soumis au rayonnement eléctrique, D l’electroscope. L’action a lieu tout aussi bien lorsque l’eléctroscope est en face de l’ouverture que lorsqu’il se trouve placé en D’. De plus - Si l’on transporte la lame interposée C du côté de la source eléctrique, on observe encore le même effet en placant cette source en A, A’ ou A”-³

Dans ces differents cas ce n’est pas le seul mouvement de l’index eléctroscopique à l’état naturel que l’on obtient, mais aussi la qualité de l’electricité transmise, qui est toujours la même que celle de la source: en sorte que le petit baton de cire d’espagne porté en A, A’ ou A” augmente toujours la divergence initiale de l’index eléctroscopique lorsque l’instrument a été d’abord eléctrisé dans le même sens que celui du corps inducteur et diminue toujours cette divergence dans le cas contraire.

Le resultats sont les mêmes, quelle que soit la proprieté isolante ou conductrice du milieu interposé et paraissent seulement un peu plus intenses pour les corps conducteurs, qui doivent être comme vous le pensez bien maintenus à l’état d’isolement. Ceux-ci peuvent même recevoir une disposition au moyen de laquelle on démontre que dans le phenomène de l’induction des substances conductrices il n’y a point ainsi qu’on le dit, de transport du fluide eléctrique de l’une à l’autre extremité du corps. Je prends deux disques egaux, C’, C” de fer blanc ou de laiton bien mince, je les reunis ensemble par un fil metallique; et, après avoir fixé l’un de ces disques, C’ par exemple, contre l’ouverture centrale de mon ecran communiquant avec le sol, j’eléctrise positivement l’eléctroscope, j’approche le baton frotté de cire d’espagne d’abord en C’, puis en C”, et, j’observe à chaque fois le mouvement de l’index eléctroscopique. S’il est vrai, comme on l’admet dans tous les traités de physique, que dans un corps conducteur isolé soumis à l’induction, le fluide homologue est repoussé jusqu’à l’extremité la plus eloignée, on devrait evidemment avoir une diminution de la divergence eléctroscopique beaucoup plus grande dans le premier cas que dans le second⁴; ce qui n’est point; car on obtient un effet à peu près egal dans les deux positions du corps eléctrisé. Le transport supposé de l’une à l’autre extremité du corps métallique isolé n’existe donc pas⁵.

On dirait même au premier abord, d’après l’ensemble des faits qui précèdent, que le phénomène de l’induction développe dans le corps induit une seule espèce d’electricité; ce qui serait en oppostion avec tout ce que nous savons sur cette branche de la science. Mais il est facile d’expliquer cette anomalie apparente en réflechissant que le fluide de nom contraire à celui du corps inducteur ne peut étre que dissimulé, et que, par consequent, il ne saurait exercer son action à travers l’epaisseur de la lame des disques ou des lames interposées, telles minces qu’elles soient; tandis que le fluide homologue est doué de tension et repandu en proportions plus ou moins grandes sur toutes les faces du conducteur, moins celle qui est en regard du corps eléctrisé.

Je me trompe beaucoup ou le theorème fondamental de l’induction eléctrique, tel qu’on le trouve ordinairement énoncé, devrait être modifié de maniere à ne pas confondre deux effets complètement distincts: l’état eléctrique pendant l’induction et après le contact et l’eloignement du corps inducteur. On connait parfaitement ce qui arrive dans ce dernier cas, et pas assez ce qui se passe dans le premier. En effet les moyens de l’analyse expérimentale sont alors soumis à une grave objection. Vous dites qu’un eléctroscope eléctrisé donne deux actions contraires lorsqu’on l’approche des deux extremités de votre cylindre métallique isolé soumis à l’induction. Mais l’instrument porté successivement à ces deux extremités est en des conditions toutes differentes: car il éprouve lui même une action inductive qui depend de sa proximité au corps inducteur - Abritez vos instruments derrière une lame métallique convenablement placée et mise en communication avec le sol; et vous arriverez comme moi, à la conclusion, qu’une seule electricité est sensible pendant l’induc<<tion>>, parcequ’elle se trouve à l’état libre, tandis que l’autre est dissimulée, et par consequent insensible. Ne serait-il pas plus convenable de presenter le theoreme de l’induction eléctrique sous la forme suivante?

Quand on approche un conducteur isolé d’un corps eléctrisé, le fluide naturel de ce conducteur est en partie décomposé: une certaine quantité du principe homologue est repoussée à l’état de tension sensible; la portion correspondante du principe contraire est attirée et dissimulée⁶.

Dites-moi, de grace, votre opinion sur tout ce que je viens d’ecrire, et croyez moi pour toujours - votre très fervent admirateur et ami | Macédoine Melloni

P.S. Prenez garde de ne pas mettre une autre fois mon nom avant celui de Mr Flauti dans l’adresse de vos lettres..... autrement l’artifice ne servira à rien autre chose qu’à entraver davantage notre correspondance---

Address: Monsieur | Monsieur Michel Faraday | de la Société Royale de Londres de l’Institut | de France, de la Société Italienne des sciences &c &c &c | LondresTRANSLATION

Moretta de Portici | this 1st July 1854

Dear and illustrious friend,

I received, a few days ago, the documents concerning the experiments that you kindly sent me through the engineer at the head of the English electric telegraph company⁷: they interested me greatly and I shall not fail to give an account of them to my colleagues at the first meeting of our académie des sciences... it could be that the example of a particular Society so favourable to scientific research will finally induce the Neapolitan Minister of Public Instruction to provide some small grants that the Académie has for a long time been requesting to set up my project of magnetic experiments around Vesuvius.....Whatever happens, please accept my warmest thanks for this new proof of your precious friendship and be convinced that it will remain deeply engraved upon my heart!

The new version of my electroscope⁸ will soon be finished and I shall certainly send you a description. In the meantime I shall communicate to you a few results obtained with the old version, very incomplete without any doubt, but better as I was saying than any other electroscope, both for its sensitivity and for the clarity of its results. These results seem to me to favour, in general, your ingenious theory of induction and electric conductivity; there are, however, a few results which I do not understand and I would be most obliged to you if you could give your opinion on them. I give below the briefest possible summary.

It must first of all be stated that a body is completely guaranteed actions of attraction and repulsion coming from an exterior electric source when one screens it appropriately with a metal screen placed in communication with the ground. That having been said, you will appreciate that with my apparatus, a pierced screen, and a small stick of electrically charged Spanish wax, I can easily study the transmission in media of a different nature of radiant electric force. Now I find that this force never propagates itself immediately in solid or liquid substances, as some physicists seem to think as far as glass is concerned; but always by the mediate route, that is to say from layer to layer; which concurs entirely with your own ideas. However, I do not understand clearly how electric radiation, having come to the surface of a medium, propagates itself equally in every direction of its mass, and above all, how it reverses itself completely in certain circumstances.

Let A be the electrified body, B the pierced screen, C the medium submitted to electrical radiation, D the electroscope. The action takes place equally if the electroscope is opposite the opening or if it is placed in [position] D’. Moreover - if one puts the interposed screen C on the side of the electric source, one observes the same effect, be that source at A, A’ or A’’ - ⁹

In these different cases it is not only the movement of the electroscope indicator in its natural state which one obtains, but also the quality of the electricity that is transmitted, which is always the same as that of the source: so that the small stick of Spanish wax put at A, A’ or A’’ increases always the initial divergence of the electroscopic index when the instrument is first electrified in the same direction as the induced body and this divergence is always diminished in the contrary case.

The results are the same whatever the isolating or conductive properties of the interposed medium and seem only a little more intense for conductive bodies, which must, as you say, be kept insulated. These can even receive a disposition by which one can show that in the phenomenon of the induction of conductive substances, there is not as has been stated, any transmission of electric fluid from one end of the body to the other. I take two equal discs C’, C’’, of tin plate or very thin brass, I join them with a metal wire; and after having fixed one of these discs, C’ for example, against the central opening of my screen that is connected to the floor, I electrify the electroscope positively, I bring the stick rubbed with Spanish wax first to C’ then to C’’ and I observe each time a movement in the electroscope indicator. If it is true, as is said in all treatises on physics, that in an isolated conducting body submitted to induction the equivalent fluid is pushed out to the furthest extremity, one should evidently have a diminution of the electroscopic divergence much greater in the first case than in the second¹⁰; this is not the case; for one obtains a more or less equal effect in the two positions of the electrified body. The supposed movement from one end to the other of the isolated metallic body does not therefore exist¹¹.

One might even say, after all the preceding facts, that the phenomenon of induction developed in a body induces a single kind of electricity: which would be contrary to everything we know about this branch of science. But it is easy to explain this apparent anomaly if we reflect that the fluid of the opposite name of the induced body can only be dissimulated and that consequently it would not be able to exert its action through the thickness of the screen of the discs or screens that have been interposed, thin as they are; whilst the homologous fluid is endowed with tension and spread in greater or lesser proportion on all the sides of the conductor, except that which is facing the electrified body.

I wonder whether the fundamental theorem of electric induction, as it is normally worded, should not be modified in such a way as not to confuse two completely distinct effects: the electric state during induction and after the contact and the removal of the inducting body. What happens in the latter case is well known and not enough is known about the former. In fact the means of experimental analysis are then subjected to a grave objection. You say that an electrified electroscope gives two contrary actions when one approaches it with two ends of your isolated metal cylinder subjected to induction. But the instrument taken successively to these two extremities is in two totally different conditions: for it itself experiences an inductive action which depends on its proximity to the inductive body - Hide your instruments behind a suitably placed metal screen and communicating with the ground; and you will reach, as I did, the conclusion that one kind of electricity is felt during induction, since it is found in a free state, whilst the other is dissimulated, and consequently not felt. Would it not be better to present the theorem of electric induction in the following form?

When one approaches an isolated conductor of an electrified body, the natural fluid of this conductor is in part decomposed: a certain quantity of the homologous principal is pushed away to a state of measurable tension; a corresponding portion of the contrary principal is attracted and dissimulated¹².

Tell me, please, your opinion on what I have just written, and believe me for ever - your most fervent admirer and friend | Macedoine Melloni

P.S. Take care another time not to put my name before that of Mr Flauti in addressing your letters ..... otherwise the method will do nothing more than greatly hamper our correspondence ---