RÉSONNANCE ET RÉFLEXION

244. En tirant un son d'un timbre , et plaçant celui-ci au-dessus d'une caisse creuse d'un volume tel qu'elle puisse rendre l'unisson du son du timbre , la caisse résonne, et le son de ce timbre en est considérablement augmenté. C'est ainsi qu'agissent les cavités, les encoignures, qui renforcent les sons: la même chose a lieu dans le violon , dont les deux tables communiquent leur vibration à l'air qui se trouve entre elles.

245. Quand une onde sonore, partie de quelque point, vient tomber sur une surface suffisamment résistante, elle est réfléchie : cette réflexion des ondes sonores a lieu d'après les principes suivants:

1" L'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence, et contenu dans le même plan que lui.

2° L'onde réfléchie a la même vitesse que l'onde directe.

5° L'intensité du son réfléchi est la même que celle qu'il aurait s'il s'était prolongé en ligne directe à celle distance. Pour démontrer ces principes , soit mo (f. 233) un plan sur lequel tombe un rayon sonore ir. Rien ne s'oppose à ce que nous considérions le mouvement de ce rayon incident comme une résultante dont les composantes seraient , l'une pr comprise dans le plan mo , l'autre nr perpendiculaire à ce plan. Celte dernière force tombant perpendiculairement sur le plan ne pourra se porter ni d'un côté ni de l'autre, et sera par conséquent obligée de revenir directement sur elle-même. Si nous plaçons dans la figure la ligne rn un peu au-dessus de la ligne nr^ ce n'est qu'afin de rendre distinct le changement de direction , car en réalilé ces deux lignes doivent être superposées. Quant à la force pr qui agit dans le sens du plan, elle n'éprouve pas d'obstacle, et par conséquent elle aura bientôt pris la position rq. Si maintenant nous cherchons la ré-

sultaute de rn et rq , nous obteuons rr' , qui représentera par conséquent le rayon réfléchi. Il est évident que les rectangles pinr et rnr'q sont égaux et renfermés dans un même plan. Il en résulte que la diagonale ir est égale à la diagonale rr' , et que l'angle d'incidence irn compris entre le rayon incident et la normale au plan , est égal à l'angle de réflexion nrr' , compris entre cette normale et le rayon réfléchi. L'onde réfléchie doit avoir la même vitesse que l'onde directe, puisque après la réflexion le son est soumis à deux forces rn et rq , égales aux deux premières rn et rp. Le son réfléchi doit donc parcourir le même espace dans un intervalle de temps égal.

246. Quand un son produit en un lieu va frapper une surface plane, cette surface renvoie le son vers le lieu d'où il est parti, quand elle est placée de manière que la ligne abaissée sur elle du point où se trouve le corps sonore soit perpendiculaire. Lorsque le corps sonore est placé très-près de la surface réfléchissante , l'observateur qui se trouve en ce lieu ne peut distinguer ce son réfléchi d'avec le son direct, qui est ainsi simplement renforcé : il n'y a là qu'une simple résoimance. C'est ce qui arrive dans les appartements et les lieux resserrés. 3Iais si l'observateur qui produit le son se trouve assez éloigné de la surface réfléchissante pour qu'il s'écoule au moins '/f^ de seconde entre la productioo du son et le retour de l'onde réfléchie , son organe perçoit isolément la sensation de celle-ci : ce son ainsi répété s'appelle un écho. D'après cela, pour qu'il puisse y avoir écho, il faut que le corps sonore se trouve au moins à 17 mètres de la surface réfléchissante, ce qui nécessitera pour l'onde directe et réfléchie un trajet de 54 mètres, et par conséquent l'emploi de Vio ^^ seconde de temps.

247. On prononce à peu près 10 syllabes par seconde, c'està-dire que, d'une syllabe à l'autre, il s'écoule 7,0 de seconde. D'après cela, il est évident que l'écho ne pourra répéter que la dernière syllabe, si l'observateur n'est distant que de 17 mètres de la surface réfléchissante: s'il en est distant de deux fois 17 mètres ou 54 mètres , l'écho pourra répéter les deux dernières syllabes, etc. Enfin l'écho répétera autant de syllabes finales que l'espace qui sépare l'observateur de la surface réfléchissante contient de fois 17 mètres.

248. Si , devant la surface réfléchissante qui renvoie une onde

sonore, il s'en trouve une autre parallèle , Tonde réfléchie par la première viendra rencontrer la seconde, qui la réfléchira à sou tour vers la première; celle-ci la lui renverra de nouveau. Ces réflexions alternatives continueront ainsi jusqu'à ce que Tonde se soit complètement dispersée , comme elle se disperse habituellement dans l'air libre. Si, au lieu d'être parfaitement parallèles, les deux surfaces sont obliques , les réflexions seront nécessairement d'autant moins nombreuses que ces surfaces seront moins parallèles.

C'est de celte manière que se produisent les échos qui répètent plusieurs fois de suite le même son ; on en cite qui le répètent 12, 20, 25 et même jusqu'à 40 fois. Des circonstances locales donnent à l'écho tantôt une inflexion plaintive , tantôt une inflexion ironique , quelquefois une expression terrible , etc. Les obstacles qui produisent l'écho ne sont pas seulement des murs et des rochers; la réflexion peut se faire contre une colline, contre un massif de feuillage et même contre les nuages.

ouïe.

249. L'organe de l'ouïe de l'homme est construit comme il suit. On appelle pavillon la partie extérieure qui se termine en un conduit tortueux que Ton appelle conduit auditif. Ce conduit se termine à quelque profondeur par une membrane mince, oblique, mobile et élastique que l'on appelle tympan, et derrière le tympan se trouve une petite cavité que Ton nomme caisse du tympan, osseuse, remplie d'air qui peut s'y renouveler au moyen d'une ouverture, à laquelle vient se rendre un canal qui part de l'arrière-bouche; ce canal s'appelle trompe (PEjcstache et permet que cet air intérieur se mette constamment en équilibre avec l'air extérieur ; dans la caisse du tympan se trouvent encore deux ouvertures fermées par des membranes , dont l'une s'appelle fenêtre ovale et l'autre fenêtre ronde. La membrane de la fenêtre ovale est fixée à un petit osselet appelé Pétrierj qui s'enchaîne à un second petit osselet appelé le lenticulaire, qui est suivi à son tour de l'enclume , qui s'attache lui-même à Tosselet appelé marteau , fixé longitudinalement sur le tympan. Cette chaîne de quatre osselets est mise en mouvement au moyen de plusieurs muscles et permet ainsi de tendre ou de relâcher en même temps les mem-

branes du t\inpnn et de la fenêtre ovale. Derrirre la fenêtre ovale se trouve un conduit osseux appelé limaçon, qui va se terminer dans une cavité appelée vestibule, cavité dans laquelle se trouve un liquide séreux, où viennent flotter les filets extrêmes du nerf auditif qui est la partie essentielle de l'organe de l'ouïe. Derrière le vestibule se trouvent trois petits canaux osseux appelés semi-citculaires ^ dont deux sont verticaux et un horizontal, et qui sont remplis d'une matière grisâtre 5 leur usage est encore inconnu,

230. La membrane du tympan, suffisamment tendue, reçoit l'impression des ondes sonores, impression qu'elle communique probablement ensuite, par l'air et la chaîne des osselets, à la membrane de la fenêtre ovale. Quant à la manière dont celle-ci communique cette impression au liquide qui se trouve dans le vestibule et aux nerfs qui y sont plongés , c'est un phénomène qui reste encore indéterminé.

On j)résume que le pavillon sert à concentrer les sons et à juger de leurs directions. La membrane du tympan ou la chaîne des osselets peuvent être rompues sans que cette rupture entraîne la surdité. Il est même quelquefois utile de la percer lorsqu'elle est trop épaisse.

Le nombre des parties qui constituent par leur ensemble l'organe de louïe et leur disposition varient considérablement dans les diverses espèces d'animaux.