LXXII* X. — DÉTERMINATION DE LA VITESSE DU SON

substance quelconque : la seule condition imposée est qu'on puisse la faire vibrer longitudinalemenl. On peut dès lors déterminer par le même appareil la vitesse du son dans les solides. Pour faire vibrer les solides, on emploie un drap saupoudré de colophane. Fîg. i3i.

Cette manière de produire les figures acoustiques est préférable à celle qui consiste à les faire naître dans le tube même qui rend le son; en effet, Savart a démontré qu'il se forme une ligne nodale en hélice autour des tubes vibrants, par suite de vibrations secondaires transversales qui nuisent à la régularité des coucaméralions.

Le second dispositif de M. Kundt permet de plus la construction d'un appareil double, dans lequel on introduit, d'une part, de l'air, de l'autre, un gaz quelconque ou une vapeur : il suffit de recouvrir l'extrémité du tube ou de la verge AA' d'un second tube semblable à AH.

Manuel opératoire.

1° Supposons que AA' soit d'abord un tube de verre. Introduisons dans le grand tube un peu de poudre*, répandons-la uniformément sur les parois préalablement desséchées, puis fermons l'instrument par l'obturateur g.

2° L'appareil ainsi monté est attaché sur une table par l'intermédiaire des pinces de \2ifig. j3i.0n soutient le grand tube par le point xV, et la verge de verre AA' par son milieu.

3<* Passons le drap mouillé sur la verge et faisons-la vibrer : aussitôt la poudre se distribue sur un certain nombre de segments marqués par des tas ou bien encore, quand la silice est bien préparée, par des cloisons très minces s'élevant du fond du tube et le fermant presque entièrement. En déplaçant l'obturateur^, on trouve facilement une position pour laquelle les accumulations de poudre se font à dos distances rigoureusement égales les unes des autres. Un amas se trouve alors placé auprès du piston mobile, un autre contre l'obturateur, ainsi que le montre l'à/ig, i3o. Les endroits où la poudre s'ac-

cumule sont les nœuds de la colonne d'air vibrante : le sable ne s'y meut pas. Le caractère des figures varie avec la poudre qu'on emploie, mais un observateur judicieux, distinguera toujours sans peine un nœud d'un ventre. Les stratifications de sable sont plus nettes que les amas de lycopode.

4** Quelquefois, il y a lieu de déplacer légèrement le point fixe de la verge, car on peut faciliter de la sorte la production du son. Il est à remarquer que la manière de serrer la verge n'a aucune influence sur la hauteur de son produit (^). Il es( essentiel que le piston ne frotte nullement dans le grand tube, si l'on veut que le son reste pur.

5° Déterminons la longueur / d'une demi-onde, puis mesu-

/' rons la longueur totale /' de la verge vibrante. Leur rapport .

donnera la vitesse du son dans le verre en fonction de celle dans l'air. Il est peut-être inutile de dire qu'on mesure la longueur totale d'un certain nombre de demi-ondes bien formées, une vingtaine par exemple, pour en déduire par division la valeur de Tune d'elles. De plus, pour rendre l'erreur de mesure aussi petite que possible, on répète les observations un grand nombre de fois.

Si la verge était pincée en deux endroits, sa longueur ne représenterait plus une demi-onde, mais une onde entière.

6"* Remplaçons le tube AA' par une verge quelconque et recommençons la môme expérience; nous déterminerons la vitesse du son dans les divers solides que nous emploierons.

7* Remettons en sa place le tube de verre AA' et introduisons successivement des gaz de nature diverse dans le grand tube; la poudre y marquera des concamérations différentes des premières, que nous mesurerons avec soin comme précédemment. Le rapport des longueurs déterminées de la sorte sera égal au rapport des vitesses dans les gaz comparés.

Quand on dispose d'un appareil double, cette détermination devient très précise.

(*) Des expériences spéciales ont même démontré que le point llxe peut être éloigné do deux ou trois centimètres du milieu, sans modifier la note donnée par la verge.

LXXIl" M. — DÉTERHINATJON DE LA VITESSE DU SON. 44^

Résultats.

Les chiffres suivants sont empruntés à un Mémoire de M. Kundt.

1" Vitesse du son dans le laiton.

Longueur de la verge 941""", 3

Diamètre.. S"",©

Cette verge était pincée en deux points.

Nombre de demi-ondes mesurées dans l'air. 27

Longueur d'une demi-onde d'air 43""",3o

Vitesse du son en fonction ) 9*1,5

de celle dans l'air \ 2.43,3 " '^' ^

2® Vitesse du son dans l'acier.

Longueur de la verge 1009,""" ,7

Diamèlre 10"", o

3® Vitesse du son dans le verre.

Longueur du tube 647""" ,0

4° Vitesse du son dans les gaz,

La disposition de Tinslrument restant la même, on observe :

Dans l'acide carbonique \o demi-ondes

» le gaz d'éclairage 20 »

» l'hydrogène 9 »

alors que, dans l'air, on en compte 82. On en déduit les vitesses suivantes du son dans ces gaz, en fonction de celle de l'air prise pour unité :

{') Wortlieim avait Iroiivé i5, kjS.'

Acide carbonique 0,8

Gaz d'éclairage 1,6

Hydrogène 3, ï6 ( « )

5*» Influence de la température.

Une baguette de verre vibrant dans un tube de verre a produit des concamérations de

u mm

d'où l'on conclut assez exactenaent que la vitesse du son est représentée par la formule connue V=Vo \U'^ait,

M. Kundt a démontré encore les deux lois suivantes, déjà formulées par Regnault :

I*» La vitesse du son diminue avec le diamètre du tuyau, toutes les fois que ce diamètre est moindre que la moitié de la concamération.

2'' La diminution est d'autant plus rapide que le son est plus grave ou que Tonde est plus longue.

Ces lois ressortent des Tableaux d'expériences suivants :

DUmètrc du tube. X=îk>"". XrriS"*.

mm mm mm

(') Dulong avait trouvé, pour le premier et le dernier gaz, 0,79 et 3, Ho.

LXXIir M. — MESURE DE LA LONGUEUR d'OISDE d'UN SON. !\[\']

LXXIIP MANIPULATION.