COMMUNICATION DES VIBRATIONS

Les vibrations se transmettent avec une extrême facilité aux corps rapprochés en contact intime; L'observation démontre que les lois qui leur conviennent se conservent les mêmes que si l'on substituait à de tels assemblages une seule masse de même forme. En effet , on observe dans les systèmes des lames que l'on peut imaginer, que la direction du mouvement vibratoire est la même pour toutes les particules du système. Chaque lame est mise en vibration par celle qui la précède , et devient à son tour une cause d'ébranlement pour celle qui la suit ; aussi la disposition des lignes nodales est-elle la même qui aurait lieu , si on ébranlait chaque lame directement dans un sens convenable (le même pour toutes) , et dans le point de sa réunion au système.

La masse que l'on ajoute à un corps en vibration peut bien ne pas altérer les mouvemens de transport qui l'agitent : un curseur pesant , amené sur un ventre ou sur un nœud de vibration d'une verge élastique ébranlée transversalement,

ne change point la forme de ses inflexions alternatives ; mais le degré du son en est toujours modifié : il est plus grave dans le premier cas et plus aigu dans le second, pourvu que dans celui-ci 3a verge élastique n'en supporte pas le poids (i).

Les différens corps réunis en système ne sont plus que des parties d'un corps sonore unique , représenté par leur assemblage ; les vitesses de vibrations qui seraient propres à chacun d'eux , considéré isolément , se modifient les unes les autres , et se trouvent amenées à un type uniforme qui détermine le son du système. L'analyse des phénomènes de la communication sonore a conduit M. Savait à proposer des règles sur la construction des violons , des guitarres.... (2) ; mais leur adoption générale trouve un obstacle dans les préjugés qui nous attachent aux formes anciennes et bizarres de nos instrumens de musique , et dans les calculs intéressés de certains arûsles.

Des exemples très-curieux de la communication des mouvemens vibratoires ont été rapportés par EUicot (3). Deux horloges t dont les pendules étaient séparés , dans l'état de repos , par une distance de deux pieds , reposaient sur une

(1) M. Savart , Annales de phys. et de chim. , t. XIV.

(2) M. Savart , Annales de phys. et de chim. , t. XII,

(3) Yoy. Annales de phys, et de chim. , t, III,

même tringle de bois. Un mouvement d'oscil-i Jation fut imprimé isolément à l'un des pen* dules , et cependant bientôt après il fut partagé par le second ; en seize minutes de temps , celuici décrivait déjà des arcs de deux degrés , et avait mis en jeu les rouages de l'horloge corres^ pondante Les pendules furent mis en mouvement à la fois ; les horloges marchèrent pen-* dant plusieurs jours consécutifs , sans jamais s'écarter l'une de l'autre d'une seule seconde,* quoique leurs marches déterminées séparément différassent d'une minute et trente-six secondes en vingt-quatre heures. Huygens et F. Berthond avaient fait antérieurement des remarques analogues. Ces observations réunies ont fourni à M. Breguet l'idée ingénieuse des doubles chronomètres.

La transmission des tnouvemens vibratoires par le contact explique un phénomène curieux indiqué par M. Weatstone : un diapason est mis en contact avec une verge élastique dont les b;mts appuient sur les tables de deux pianos , et sa tige est perpendiculaire a la longueur de la verge £ aussitôt les vibrations du diapason se communiquent aux tables qui résonnent ; mais si le diapason est promené suivant la longueur de là verge , la résonnance n'a plus lieu, malgré que le contact soit maintenu ; et en effet , les vibrations transversales dont la verge est animée dans

le premier cas , ne peuvent plus s'établir dans celui-ci par le déplacement continuel du ventre de vibration qui correspond au pied du diapason,

La communication sonore peut s'effectuer par des fluides interposés entre des corps qui ne sont point contigus. Les mouvemens moléculaires conservent encore ici le parallélisme de leur direction primitive , et le nombre de vibrations auxquelles l'un des corps est soumis y est exactement répété par l'autre (i) ; mais on n'observe plus l'influence réciproque qui modifie leur degré dans le cas d'un contact intime , à moins que le fluide intermédiaire ne puisse être considéré comme partie du système. On sait , par exemple , que les liquides versés dans une cloebe d'harmonica diminuent la rapidité des vibrations de cette dernière en les partageant.

Ce que les physiciens anciens ont nommé ébranlement à distance des cordes tendues , n'est que le phénomène de la communication des vibrations par l'intermédiaire de l'air atmosphérique. Il se produit quel que soit leur rapport de longueur , mais il est d'autant plus apparent que ce rapport est plus simple , parce que la corde ébranlée à distance admet alors des mouvemens généraux ou de flexions beaucoup plus étendus ; aussi les physiciens ont-ils cru

(i) M. Savart T Annales de phys. et de chim. , t. XXXI.

çç.t )

long-lemps que la communication sonore nMtait possible que dans ce dernier cas* Dans cette persuasion, Mairan, cherchant à expliquer le phénomène dont il s'agit, fut conduit à créer, une hypothèse qui eut beaucoup de célébrité : l'air serait composé d'une infinité de particules d'élasticité différente ; leurs vibrations simultanées produiraient le bruit ; le son appréciable serait formé et transmis par les seules particules à l'unisson ou à l'octave du corps sonore , et ces dernières, disposées en files ou rayons toniques,; iraient ébranler d'autres corps qui auraient avec elles les mêmes rapports simples (i).

Les membranes minces sont ébranlées à distance avec plus de facilité que les cordes , par, la plus grande étendue de surface qu'elles présentent. Leur sensibilité est telle , qu'on pourrait les employer avec avantage a apprécier des différences légères dans l'intensité d'un même son , par la différence des limites dans lesquelles le phénomène se produit. — Il n'est pas indispensable qu'une membrane soit tendue à l'unisson pour que son ébranlement à dis-* tance ait lieu ; cependant cette circonstance favorise la production de cet ébranlement. On. observe que l'étendue des excursions de la membrane augmente , quand la tension se rapproche

(i) Mairan , Mémoires de l'acad. des sci. Année 1737.

<3e l'unisson. Â parité de circonstances , la mém£ membrane vibre à distance avec d'autant plus de facilité qu'elle est moins tendue. Ce mode d'ébranlement permet de découvrir des flexions associées au mouvement principal ; elles paraissent dépendre d'une subdivision de la surface des membranes minces , plus élevée que celle qui convien*. à ce mouvement.

Deux colonnes de fluide gazeux , représentant des corps sonores , peuvent également se communiquer leurs vibrations à distance. Toutes les circonstances de cet ébranlement secondaire sont les mêmes que celles d'un ébranlement direct à plein orifice. Les vases d'un grand diamètre, eu égard à leur profondeur , présentent une particularité remarquable : ils se prêtent à renforcer plusieurs sons voisins , compris dans un intervalle d'autant plus grand que le diamètre a une plus grande longueur proportionnelle. Des volumes d'air plus considérables : ceux que circonscrivent un appartement , une galerie ,

vibrent par influence à la manière de ces vases. On peut y découvrir des surfaces nodales dont la disposition et le nombre dépendent à la fois de la forme , de la grandeur de l'appartement... et des obstacles à la propagation régulière des ondes qui peuvent s'y rencontrer.