COMPOSITION DES MOUVEMENTS VIBRATOIRES. — VARIATION DE TON

Les chemins de fer offrent des occasions fréquentes de telles vérificalions. Soit par exemple le sifflet d'une locomotive marchant à raison de So*^ par beuie : c'est une vitesse de i4" à la seconde, 1/24 par conséqaetit de la vitesse du son. Le sifflet paraîtra donc élevé ou abaissé d'un démi-ton suivant le sens du mouvement. Peu d'années après la publication du mémoire de Doppler, M. Buys-Qallot (*) effectua sur le chemin de fer d'Utrecht à Maarsen quelques expériences qui confirmèrent ces déductions.

Vers la même époque, M. Scott Russell (^) procéda à des mesures du même genre; on lui doit en outre cette remarque curieuse : le bruit d'un train sous un pont pouvant être considéré, par suite de la réflexion, comme dû à deux trains qui marcheraient en sens inverse avec la même vitesse (que nous supposerons toujours de So''"' à l'heure), l'oreille sera désagréablement affectée par une dissonance de seconde. Pour que Ton entendît une tierce, il faudrait une vitesse de plus de 120^° à l'iieure.

M. Vogel (^) a repris dernièrement les expériences de M. Buys- Ballot et il a fait sur le chemin de fer de Cologne à Minden une série d'observations très soignées d'où il a conclu l'exactitude des formules de Doppler.

Expérience de Fizeau, -7- La vitesse à imprimer au corps sonore pour que l'altération du son soit sensible n'ayant pas besoin d'être très grande, M. Fizeau (*) entreprit d'étudier le phénomène dans un laboratoire. A cet effet, il construisit un instrument qui est en quelque sorte l'inverse de la roue de Savarf, la carte étant portée par la roue tournante, et les dents fixées sur Ja, concavité d'un arc de cercle extérieur et immobile, disposé horizontalement. Pour wïiQ certaine vitesse de rotation, l'observateur placé à quelques mètres en arrière de l'appareil entend par exemple ut^ tandis qu'en avant il entend mi^ et dans les positions intermédiaires tous

(1) Buys-Baixot, ?ogg. Anw., LXVII, 321; I8i5. (*) Scott Russell, BrU. Ass. Reports; 1849, pars II, p. 30. P) VoGEL, Pogg. Ann., CLVIII, 287 ; 1876.

(*} Fizeau, Bulletin de la société philomatique ; 1848; et plus complètement en 1870, dans les Ann. de chim, et dephys., (4), XIX, 211.

les sons compris entre ces deux notes. Pour rendre l'expérience plus Trappanle, on ménage deux arcs dentés semblables, l'un audessus, l'autre au-dessous de la roue, cl l'on s'arrange de manière que chacun d'eux successivement soit pendant quelques instants Trappe seul par la carte. Le mouvement de rotation se trouvant de sens contraire pour les deux arcs, l'observateur percevra successivement les deux sons sans clianger de place.

Sur le même principe M. Mach (') a établi un appareil consistant essentiellement en un sifflet monté à l'extrémité d'un tube creux qui peut recevoir d'une manivelle un mouvement de rotation rapide. La variatioo de hauteur est encore très nette, bien que l'appareil soit moins parfait que celui de M. Fizeau.

Expériences par la méthode des battements : Kœnig, Schûngel, Quesneville. — L'emploi des battements fournit à M. Kœnig (*) le moyen de montrer aisément le changement de tonalité d'un diapason qui s'avance ou s'élotgne. Mettant l'un à côté de l'autre deux diapasons, uf, et utt-\-4'" qui donnent au repos 4 battements par seconde, il rapprochait le plus grave d'environ o'',6o en une seconde ; comme o^jGo est sensiblement la longueur d'onde de Vutt, l'oreille recevait dans une seconde une vibration double en plus du diapason le plus grave; il y avait donc perle d'un battement. On entendait au contraire un battement de plus quand

{') HiCH, Fogg. Ann., CXIl, S8 ; el CXVf, 333 ; 1860-62.

(^) Kœnig, Catalogue itlustré de i S6S ; et Quelques expMences, p. 41. M. Kœnig fait môme l'expérience avec un seul diapason, en i& meUant devant un obstacle et en déplaçant le diapason perpendiculairement à l'obstacle.