TUYAUX SONORES. — TUBES A FLAMMES

De la Rive (^), ayant chauffé une boule contenant un peu d'eau et surmontée d'un tube capillaire, et ayant ainsi obtenu un son évidemment dû à la condensation périodique de la yapeur dans le tube, attribua à la même cause la production du son dans l'harmonica chimique. Faraday {*) montra que cette explication était inexacte en plaçant le tube dans une enceinte chauffée à plus de loo*, et aussi en remplaçant Thydrogène par de Toxyde de carbone, dont la flamme ne donne lieu à aucune vapeur condensable; et il regarda le son comme provenant d'une série d'explosions : le gaz inflammable, entraîné par le courant d'air^ forme avec cet air un mélange qui détone, est remplacé par une nouvelle quantité de mélange qui détone à son tour, et ainsi de suite. Cette manière de voir rend compte des apparences de la flamme dans le miroir tournant. Elle est confirmée d'ailleurs par l'expérience de Martens (^) : une toile métallique, placée dans le tube immédiatement sur la flamme de façon à empêcher les détonations, supprime le son.

Les explosions successives peuvent donner naissance à des sons d'une grande intensité. Avec la flamme d'un grand bec Bunsen livrant passage au gaz par une sorte de pomme d'arrosoir et un long tuyau de 4">5o, M. Tyndall obtient un son d'une puissance extraordinaire; en modérant la flamme on fait entendre le premier harmonique ; en la réduisant encore on amène le second ; si on laisse arriver tout le gaz, le son fondamental et ses harmoniques éclatent ensemble en produisant « un véritable ouragan musical ». Dans d'autres conditions, ces tubes à flammes rendent des sons très harmonieux, que l'on a cherché à utiliser en musique. M. Kastner {*) a construit sous le nom de pyrophone une sorte d'orgue dont le jeu est établi sur ce fait que si l'on place dans un même tuyau, au tiers de la hauteur, deux petites flammes en contact, le tuyau reste muet, tandis qu'il se met à parler dès qu'on les sépare.

(') De la Rive, Journal de physique de De la Métherie, LV, 165; 1802. Les tubes à houle ont été étudiés expérimentalement par Pinaud et Sondhaus, la théorie en a été donnée par M. Bourget (Pinaud, Mém. de VAc. de Toulouse^ V; eilnstituty ni, 366 ; 1835; Sondhauss, Pogg, Ann., LXXIX, 1 et CXL, 53 et 219; 1850-70; Bourget, Ann, de VÉc, norm., (1), IV, 1867).

(2) Faraday, Quarterly Journal of science, V, 274; 1818; et Annales de chim. et dcphys., VIH, 363; 1818.

(3) Martens, Bulletin de V Académie des sciences de Bruxelles, \l, part. 2, 442 ; 1839. {*) Kastner, C. R.. LXXVl, 699; i873.

366. Flammes sensibles. — En i858, M. Leconle (^) observa que les flammes du gaz dans une salle de concert exécutaient des bonds à certaines notes, particulièrement à celles du violoncelle, accusant les trilles de cet instrument avec une telle perfection qu' « un sourd aurait pu voir l'harmonie ». 11 reconnut en même temps que pour être sensible une flamme devait, par Teffet d'une pression suffisante, être sur le point de ronfler. C'est là en effet la condition essentielle du phénomène. La sensibilité d'une flamme dépend d'ailleurs de la forme du bec, de la largeur des tuyaux de conduite (l'interposition d'un robinet dans le voisinage du bec peut rendre une flamme absolument réfractaire), des notes enfin que l'on donne (une flamme est sensible aux sons qu'elle est elle-même sur le point d'émettre). Toutes ces circonstances ont été étudiées en détail par MM. Tyndall (^) et Barrett (^) ; nous rapporterons quelques-unes de leurs expériences les plus remarquables (*).

Fig. 83

Une flamme en aile de chauve-souris (fîg. 82), alimentée par un petit gazomètre sous une pression plus forte que celle des gazomètres de la ville, s'allonge en même temps qu'elle se divise en sept langues à chaque coup qu'un marteau frappe sur une enclume éloignée.

(*) Leconte, SilUman's Journal, XXV, 62; et PhiL mag,, (4), XV, 235; 1858.

(*) Tyndall, PhiL mag., (4), XXXIII, 92; 1867.

(3) Barrett, Vhil, mag., (4), XXXIIÏ, 216 et 287; i8ô7.

(*) Voir Tyndall, On Soundy 250.

TUYAUX SdNORES. — FLAMMES SENSIBLES.

Une longue flamme droite et brillante (fig. 83) s'affaisse en perdant tout éclat au bruit d'un trousseau de clefs. Les diverses voyelles l'affectent différemment : ou est sans effet, e ébranle et a écrase ceiie^ flamme aux voyelles : la sifflante s la terrasse complètement.

Fig. 83

Fig. 84

Certaines flammes sont plus sensibles aux sons graves; d'autres aux sons aigus. D'ailleurs la communication des vibrations se manifeste tantôt par un allongement, tantôt par un raccourcissement.

La flamme peut être remplacée par une colonne de fumée (fig. 84) et en général par un jet de gaz froid : pour rendre alors le phéno-

mène \isible, M. Go\i (*) projette l'ombre du jet sur un écran. On accroît la visibilité en faisant passer le gaz dans un flacon contenant de la ponce imbibée d'une essence qui en augmente le pouvoir réfringent (Lissajous). Si alors on produit un son à distance, on voit la partie limpide de la veine se raccourcir comme dans les expériences de Savart sur la veine liquide (256).

On peut aussi employer une flamme de gaz d'éclairage sous la pression ordinaire de ce gaz au moyen de l'artifice suivant, dû à M. Govi (^): le gaz, sortant par un petit trou, rencontre une toile métallique serrée, au-dessus de laquelle on l'enflamme; on soulève la toile jusqu'au moment où la flamme s'étale en perdant son éclat; il suffit alors d'abaisser la toile un tant soit peu au-dessous de cette position pour communiquer à la flamme une sensibilité telle que le plus faible bruit de hauteur convenable l'étalé en la faisant ronfler. Le ronflement est beaucoup plus fort quand on place, comme M. Geyser ('), un tube au-dessus de la toile. Avec un tube vertical de cuivre de 4*"" de diamètre et i5 à 20^°" de hauteur, fermé à sa partie inférieure par une toile métallique et disposé à quelque distance au-dessus d'un bec Bunsen, Lissajous {*) obtint en allumant le gaz dans le tube un son aigu presque aussi intense que celui d'un sifflet de locomotive (^).

367. Mesure de la vitesse du son dans les gaz au moyen des tuyaux sonores. — Les tuyaux sonores se prêtent à une mesure indirecte, très précieuse, de la vitesse du son dans les

gaz.

La formule fondamentale

(*) Govi, Atti délia reale Accademia délia science di Torino, V, 475; 1870, et Journal de physique, II, 29 ; 1873 (Lissajous).

(*) Govi, ibid., 394; et Journal de physique, loc, cit Cf. Nkyreneuf, Journal de physique, IX, 280, et X, 127; 1880-81.

(3) GhYSEK, American journal of science and arts, (3), 111, 340; 1872.

(*) Lissajous, Journal de physique. II, 98; 1873.

(') Un appareil semblable avait déjà été employé par Rijke d'une autre manière : dans un tube de verre était introduite une toile métallique que Ton chauffait au rouge avec une lampe à alcool, puis on retirait la lampe ; un son se produisait alors, le passage à travers la toile chaude amenant dans la colonne gazeuse une série de secousses périodiques (Rijke, Pogg, Ann., CVII, 339 ; 1859).

TUYAUX SONORES