PRODUCTION DU SON

Dus dessins, analogues» celui i|Ue représente grains réunis. Les figures obtenues et du sou qu'elle rentl pendant l’expérience.

1036. Production du cou pnr le» liquide*.

|>ar le mouvement vibratoire des molécules liquides, a été mise hors de doute nu moyen de la sirène, petit instrument fort ingénieusement combiné •pie nous décrirons bientôt (1063). Dans cet appareil, qui est complètement immergé dans l’eau, une colonne de

Fig. m

la ligure, sont tracés par les dépendent de la forme de la plaque

— La production du son.

Fig. 41 r

liquide provenant d un réservoir élevé s’échappe par saccades , à des intervalles de temps Irès-rapprochés, à travers les orifices circulaires, dont une plaque métallique est percée. Il y a ainsi une suite de chocs alternatifs de l’eau contre l’eau, et dès lors production d’un 3on. La sirène chante dans l’eau , et c’est là même l'origine du nom donné à cet instrument.

1037. Production du loi pnr le* gu. Colonne d’air vibrante. —

L'n tuyau rectangulaire (/><?. 477) a l’une de ses faces formée par une paroi de verre; il est placé verticalement sur le sommier S d’une soufflerie, au moyen de laquelle on peut chasser le vent. Le son se produit et la petite

;ilH) A COL' ST IU DK.

membrane M tendue sur un cadre cl suspendue dans l'intérieur du tuyau sonore, entre en vibration, l e fait du mouvement vibratoire est rendu manifeste par le sautillement du sable il la surface de la membrane. La colonne d’air contenue dans le tuyau ne vibre pas cependant tout entière : certaines tranches gazeuses sont sans mouvement, car, en tâtonnant, on arrive à placer la membrane à une telle profondeur, que le sable reste en repos.

il. — r h op ag a ti on nr son.

1038. Second principe. — Le son se transmet du corps sonore, jusqu a l'oreille de celui qui l’entend pnr l’intermédiaire des milieux pondérables.

1039. I.c son ne se propage pas à travers le vide. Ilaus les circonstances habituelles, c’est par l’air «pie le sou se propage : l’expérience

suivante le montre clairement. Un mouvement d’horlogerie soulève, à des époques très-rapprochées, un marteau M {fi g. 478) qui vient frapper sur un timbre T, si bien qu’il se produit un bruit éclatant. L’appareil étant placé sous le récipient d'une machine pneumatique, le sou ainsi engendré s’entend encore très-bien, si le vide n’est pas fait: mais à mesure qu’on enlève l’air, l’intensité du son diminue, et enlin, quand le vide est à peu près obtenu, on voit encore le marteau frapper le timbre, maison ne perçoit plus aucun son. Aussitôt que l’on fait rentrer l’air, le bruit se fait entendre de nouveau aussi intense qu’au début de l’expérience.

Le son ne cesse nettement que si le mouvement d’horlogerie est porté sur du liège, comme cela est représenté par la ligure, ou bien encore repose sur un coussin de coton, ou enlin s’il est suspendu à une corde à brins peu serrés; en un mot ce mouvement doit être séparé de la cloche et de la platine par un corps mou ou filamenteux, et plus généralement par une substance peu compacte formée de parties tenues qui ne sont en contact que par un petit nombre de |ioiuts. Cela est nécessaire parce que les corps solides eux-mêmes peuvent transmettre le son .

1040. I.r« solide* transmettent le son. — La preuve, que les solides transmettent le son, est donnée par une foule d’expériences et d'observations. Tout le monde sait que les décharges lointaines d’artillerie sont parfaitement entendues si l'on place l’oreille à terre, même dans des cas où le son n’arrive pas1 du tout à celui (pii écoute en se tenant debout. Un sait que l’oreille, appliquée à l’extrémité d’une poutre, entend le moindre frottement qui se fait à l’autre extrémité.

PHOI’ACATIOV Itl SON.

1041 . I.e# liquhlr» transmettent le «on. — l>«*s I i<| tlii les aussi transmettent le son. Un plongeur perçoit parfaitement le bruit de deux cailloux que l’on choque au sein de l’eau, et cela même à une assez grande distance.

1042. vitcue «tu «on dan* l’air. — Le son. quelle qu’en soit l'origine, met un temps appréciable pour parvenir du corps sonore jusqu'à l’oreille de l’observateur. Un coup pst-il frappé parmi outil à une assez grande distance du |>oint où nous nous trouvons? Nous voyons l’instrument porter le coup, bien avant que nous ne percevions le bruit qui en résulte, tandis que si l’on se rapproche convenablement, les deux effets semblent simultanés.

Des expériences directes ont été faites pour déterminer la vitesse avec laquelle le son se transmet. Les premières furent exécutées par les académiciens français en 1738; de plus récentes sont dues aux membres du Bureau des longitudes, qui employèrent d’ailleurs la méthode des premiers observateurs. Comme, à notre époque, l’art d’observer a .fait de grands progrès, il est à penser que les derniers résultats obtenus sont les plus exacts; aussi parlerons-nous de préférence des déterminations faites en 1822 par Pruny, Arago, Humboldl, Gay-Lussac, Bouvard et M. Mathieu.

Elles furent exécutées, pendant la nuit, par ces observateurs distribués en deux groupes: l’un des groupes se plaça sur les hauteurs de Villejuif, l’autre à côté de la tour de Monllhéry; ces deux stations sont à 18 613 mètres de distance l’une de l'antre. A une heure fixée d'avance, le feu était mis à une pièce d’artillerie sur les hauteurs de Villejuif; les observateurs de Monllhéry, attentifs, notaient sur leurs chronomètres l'instant oü la lumière produite par l’inflammation de la poudre leur apparaissait; puis ils écoutaient, et notaient l’instant précis où le son parvenait à leur oreille. Après cinq minutes environ, un coup de canon était tiré à Montlhérv ; les observateurs de Villejuif faisaient à leur tour deux observations identiques aux précédentes.

Les expériences ayant été répétées plusieurs fois, les résultats trouvés permirent de calculer la vitesse du son. En effet, la lumière peut être considérée comme se transmettant instantanément de l’une des stations à l’autre. Par conséquent, l’intervalle de temps, qui s’écoulait entre l'instant précis où l’on voyait la lumière et celui où l’on entendait l’explosion, cet intervalle, dis-je, donnait le temps que le son mettait à parcourir la distance comprise entre les deux stations. C’était, en moyenne, 81", 6, et comme la distance des deux stations mesure 18 613 mètres, il s’ensuit que le son parcourt 340™. 888 par seconde, à 16°, température de l'expérience.

1043. influence «le la température. — Lorsque la température change, la vitesse du son varie; quand elle s’abaisse, la vitesse du son diminue.

:m acuUSTKM K.

lies expériences, lui les eu Hollande a 0°, dans l'Amérique du Nord à — -40°. ont bien montré qu’il eu élail ainsi. Le calcul indique que à 0”. la vitesse ilu son est de 333 mèlres, et que j»our avoir la vitesse du son à une température quelconque, il faut multiplier la vitesse à 0" par l \ |a< ; a étant le coeflicient de dilatation de l’air, et I, la température au moment de l’observation.

1014. influence «in vent. — Dans les expériences du bureau des longitudes, les coups de canon étaient tirés successivement des deux stations. Lotte réciprocité des coups avait pour but d éliminer l’influence du vent qui soufflait d’une station vers l’autre, et de faire que le trouble apporté par «a» mouvement de l’air eût lieu en sens inverse dans les deux ex|>ériences, de manière à établir une compensation dans la moyenne. Les académiciens français avaient observé, en effet, que le vent agit pour augmenter la vitesse des sons qui suivent la même- route que lui, et pour -diminuer la vitesse de ceux qui marchent eu sens inverse.

Mais comme In rapidité de transmission du son est très-grande par rapport à celle du transport des couches d’air (631), il s'ensuit que, dans la plupart des cas, l’influence du vent est n peu près négligeable. C’est sur l'intensité que le vent a une influence marquée. Tout le monde sait qu’à la campagne, le bruit de la cloche d’un village qu'on entend ordinairement d’un lieu assez éloigné, cesse d’être perceptible quand lèvent souffle en sens contraire de la propagation du son.

1045. Vitesse du son dans 1rs liquides. — La vitesse du son dans l’eau a été déterminée par MM. Colladon et Sturm. au moyen d’expériences

faites sur le lac de Genève. Le mode d'expérimentation était une imitation du précédent. Une cloche C {fig. 479), plongée dans l'eau, était mise en vibration par un marteau qui la frappait. Au moment où le coup at-

IMiOl’AÜATIÜN l>U SON. Stiy

teignait la cloche, une mèche allumée M, lixéc au manche du marteau, veuait enflammer un tas de poudre I’ : une vive lumière se produisait donc au moment même du choc. Un des observateurs placé au loin sur le lac, à une distance mesurée d’avance, avait les yeux fixés vers la barque qui portait tout cet appareil, et il tenait l’oreille placée à l’extrémité 0 d’un cornet acoustique dont .le pavillon T plongeant dans l’eau était fermé par une membrane élastique. Il notait l'instant précis oii la lumière lui apparaissait; il notait ensuite l’instant oh le son parvenait à son oreille par l’intermédiaire de l’eau, et des nombres obtenus on déduisait la vitesse du son transmis par le liquide. Les expériences ont donné une vitesse de. 1435 mètres par seconde; c’est quatre fois et demie celle du son qui se propage <lans l’air.

1040. Vitrine du «on dans le» rorp» «olide». — M. lîiot a fait des expériences $ur des tuyaux de fonte assemblés entré eux, et bien serrés les uns contre les autres. Ces tuyaux étaient destinés à conduire l’eau, mais momentanément ils se trouvaient vides de liquide. Un marteau, placé à l’une des extrémités de cet assemblage, frappait contre le tuyau, et en môme temps frappait sur un timbre voisin. Un observateur, placé à l'autre extrémité des tuyaux, entendait séparément : 1 "le son qui arrivait par l’-intermédiaire du métal; 2° celui du timbre qui arrivait par l'intermédiaire de l’air ; les temps d’arrivée étant notés, il fut reconnu que le qon, dans les conditions de l’eXpérienco. se transmettait dix fois et demie plus vite par le métal que par l’air.

La longueur des tuyaux était de 951 “,2a et in température de 11°: ainsi, en 2*. 796, le son devait se transmettre par l’air d'un bout à l’autre du tuyau. Mais l’expérience a montré que le son arrivait, par l'intermédiaire du métal, 2*. 5. avant de parvenir par celui de l’air .* donc il ne mettait que 2*. 796 — 2'. 5 à parcourir toute la série des tuyaux, ou 6", 296.