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1 047 . Vibration de* mi tiens qnl propagent le «on. — Maintenant qpc

l’expérience nous a convaincu que le son se transmet du corps sonore jtisqu'à l’observateur au moyen de l’air ou de tout autre milieu pondérable, nous avons à rechercher par quel mode la transmission s’opère, et quelle, modification se manifeste dans le milieu qui sert à la propagation. L'expérience nous prouve, que ce milieu partage lui-mêine l’état vibratoire du corps dont les mouvements moléculaires ont donné- naissance au son entendu. ,

1048. Expériences . — Une membrane tendue M {fi g. 480) est placée verticalement' et porte attaché au bord du cadre un petit pendule qui descend à une hauteur telle que la balle II se trouve au centre de ce

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Vik ACOUSTlylK.

cadre. A mie petite distance de ce petit appareil, ou fuit vibher un timbre,-et le pendule lancé en avant indique par ses mouvements que la membrane est en vibration. On peut également disposer la membrane dans une position horizontale , du sable fin répandu à sa surface sautille quand le timbre rend un son.

Mais sans aller chercher des expériences disposées spécialement dans ce but, tout le monde ne sait-il pas que, sous l’influence de certains bruits, les vitres exécutent des mouvements vibratoires et qu’il en est de même de toute autre plaque mince quelconque, quand elle est tendue çt élastique?

1049. Marche proyrfMtve <tn mouvement Tibratoir*.— Les mouvements vibratoires, exécutés par le corps sonore, sont donc communiqués aux différentes couches d’air, à travers lesquelles le son se transmet. Mais aussi un ébranlement, communiqué à l’air, cesse aussitôt que la cause, qui l’a produit, cesse d’agir. Si un bruit de durée très-courte a lieu, l’observateur placé à distance, par exemple, à 340 mètres, l’entend au bout d’une seconde, puis le silence se fait, et le rfon parvient aux observateurs qui sont placés à lasuite du premier; il passeaiusi de l’un à l'autre en parcourant les distances qui les séparent. Les couches d’air successives rentrent donc dans le repos après avoir partagé les ébranlements du corps sonore ; et si l’on suit, par la pensée, une ligne droite qui parte de ce corps et que l’on considère une des oscillations qu’il exécute, on est conduit à supposer que cette oscillation est répétée par la couche d’air en contact; puis, que cette couche d’air revient au repos, que la couche suivante exécute à son tour le premier mouvement, pour rentrer au repos, et que le mouvement se propage ainsi à tous les points de la ligne considérée.

1030. La trananUalon •’apèn parles corps ôlaallqura. — Il ne suffit pas de savoir que l’air transmet le son parce qu’il \ ibre. 11 nous est impossible de ne pas pousser plus loin nos recherches. Arrivé au point où nous sommes, personne ne peut s'empêcher de demander, en vertu de quelle propriété ces mouvérnents vont passer successivement de chaque couche à la suivaute. La réponse fournie par l'expérience est très-nette : c’est en vertu de l’élasticité du milieu à la faveur duquel la propagation s’opère. En effet, les corps mous et saus élasticité ne transmettent pas le son, c’est un fait bien conuu : les rideaux, les tapisseries empêchent le sou d'aller d’une salle à la salle voisine, et dans notre expérience du timbre dans le

Fig. 480.

PROPAGATION lit' SON. r>9b

vide, te coussin qui soutenait le mouvement d’horlogerie et qui servait à empêcher la propagation, en a donné une preuve expérimentale. L’air transmet donc le sou parce qu’il est élastique. Quelle est la conséquence de cette élasticité ? •

1051. Propagation d’un ébranlement dans un milieu élastique. *—

Le corps sonore, qui vibre,, choque l’air ou tout autre corps élastique : comment l’ébranlement va-t-il se propager de couche en couche ?

Pour le montrer nettement, rappelons d’abord l’expérience déjà fuite avec une série de corps solides élastiques , de billes d’ivoire (fig. 481), qui, placées l’une contre l’autre en contact intime . représentent les éléments séparables d’un milieu continu.

Cette expérience, avonsnous dit, montre que la premièrebille transmetson mouvement a la seconde , qui se soulèverait si elle n’était point en contact avec une billed’ivoire de même masse ; au lieu de cela, le choc, FiR. 4SI.

qu’elle a reçu, et la déformation, qu’elle a subie, passent à la troisième, et aittsi de suite de proche en proche.

Mais si les billes successives n’ont pas pris de mouvement sensible, toutefois leurs diverses parties n’oilt pas été dans un repos absolu. Chaque bille a subi une déformation : ses molécules se sont rapprochées ; puis elles ont repris leurs distances primitives. Ainsi , ce ne sont pas les billes élastiques qui se déplacent, c’est la compression qu’elles éprouvent qui se propage de l’une à l’autre.

1052. Dilatation» et condensation*. — Appliquons cela à la propagation du son dans l'air. Afin de simplifier et de n’avoir à considérer le phénomène que dans une direction, nous imaginerons d’abord que le corps vibrant soit à l’extrémité d’un tube prismatique indéfini et ouvert à ses deux bouts. Avec cette supposition, notre attention ne se disséminera pas

sur tout l’espace qui environne le corps sonore, et les phénomènes seront plus radies à comprendre. Le corps sonore étant à l’une des extrémités , , dutube.vienteuos-

u n ce i» « cillant chasser l’air

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K|g 482 • et le pousse à l'in-

térieur, du moins

dans une des phases de sou mouvement vibratoire. Nous pouvons donc concevoir que ce corps vibrant, qui chasse l’air devant lui, soit remplacé par un piston 1* (/fy. 182) auquel serait donné le mente mouvement. Le piston s’enfonce-t-il dans le tube? il produira le même effet que la face antérieure du corps sorfore au moment oti elle choquait la lame d’air eu contact.

L’air étant ainsi poussé, la colonne tout entière, que le tube contient, ne se mettra pas en mouvement commeleferaitun corps absolument rigide, car l’air est compressible. Les premières molécules, celles qui touchent le piston se rapprocheront des suivantes, et tout d’abord une couche AD, d’une longueur très-petite mais finie, diminuera de volume. En vertu de sa force élastique, celte couche tendra à revenir à son volume primitif, elle le fera en comprimant l’air de la couche voisine, dont la force élastique moindre ne pourra pas résister : cette seconde couche diminuera donc à son tour de volume, tandis que la couche d’air qui la précède, celle qui a reçu la première l’ébranlement, reprendra son volume primitif et que les parties qui la çonstiluent retomberont au repos. La seconde lame d’air sera condensée comme l’a été h» première, puis la compression passera à la troisième couche, puis à la quatrième, et ainsi de suite.

Que le piston exécute un mouvement en sens inverse. La première tranche de gaz, qui remplit le tuyau, occupera un plus grand volume, elle sera dilatée et diminuera de force élastique. La seconde tranche aura dès lors une pression supérieure à celle de la première; elle se dilatera à sou tour en ramenant la première au repos, et la dilatation se transmettra de proche en proche comme auparavant s'était transmise la compression.

. L’expérience nous ayant montré que la vitesse du son dans l’air était de .140 mètres, il en résulte que l’état vibratoire de la première couche met une seconde, pour arriver à la tranche qui est située à 340 mètres de distance.

1033. Propagation de» mouvement» vibratoire». — Ce qui a été dit

des deux mouvements de va-et-vient du piston s'applique aux mouvements vibratoires du corps sonore. Il y a plus : la théorie que nous venons d’expliquer comprend non-seulement le cas de l’excursion tout entière, qui constitue la vibration, mais encore celui de tous les mouvements élémentaires, dans lesquels on |>eut décomposer une vibration complète. Ainsi,