CHAPITRE V

.Des vibrations de quelques inslrumens de musique.

497* Communication des vibrations sonores entre les solides et les fluides. Les liquides et les g|iz 11e reçoivent, en général, leur mouvement de vibration que par le eboc direct des corps solides, ou au moins par l’intermédiaire de ces corps comme dans la sirène et les tuyaux. Mais des qu'ils ont reçu ce mouvement, ils peuvent à leur tour le transmettre à tous les corps solides qu’ils rencontrent. C’est ainsi , par exemple, que l’on voit une corde d’instrument se mettre en vibration dès qu’elle entend le son qu’elle peut rendre ou l’un de ses harmoniques, et que des carreaux de vitres s’ébranlent et vibrent fortement sous l’influence de certains sons de la voix , comme sous l’influence du bruit du canon. Ce phénomène, qui se pi’ésente d’une manière frappante sur tous les corps solides très-mobiles, se produit pareillement dans les corps plus inertes et moins élastiques, et il n’y a peut-être pas une cathédrale dont la grosse cloche ne fasse vibrer d’une manière sensible certains piliers ou certains massifs considérables. Il est permis de conclure ici de ce que l’on observe à ce que l’on n’observe pas , et puisqu’une masse solide quelconque peut entrer en vibration sous le choc du marteau et produire un son déterminé, on peut conclure quelle entrera en vibration plus ou moins marquée lorsque ce son en traversant l’eau ou l’air viendra la frapper. On peut même conclure qu’en général elle entrera en vibration pour tous les sons possibles , car eu général il n’y a pas de son qu’elle ne puisse rendre, soit comme son fondamental, soit comme

DES VIBRATIONS DE MUSIQUE. — CHAP. V. l'J’J

harmonique, si elle était convenablement ébranlée, et par conséquent il n’y a pas de son qui, en la frappant, ne détermine en elle un certain mode de vibration. Si l’on conservait quelque doute sur cette conclusion générale, il suffirait de remarquer que le son produit dans un fluide est transmis avec plus ou moins de facilité par une masse solide quelconque, et que certainement il ne peut être transmis par elle sans l’avoir forcée à vibrer à l’unisson avec lui. Mais il serait curieux de savoir comment le mouvement se détermine suivant les diverses obliquités des surfaces par rapport «à la direction de l’onde. Il n’y a sur ce sujet qu’un très -petit nombre d’expériences : M. Savart aconstaté, parexemple, qu’une membrane tendue sur un cadre ne vibre pas de la meme manière quand on lui présente une plaque sonore, perpendiculairement ou parallèlement. Dans le premier cas ses vibrations sont tangcnlielles, et dans le second elles sont normales comme celles de la plaque.

Il est probable que les liquides sont plus efficaces que les gaz pour déterminer ainsi des vibrations dans les solides , et sans doute en disposant sous l’eau des corps de différentes formesl’on pourrait, au moyen du sable, reconnaître des vibrations que le même moyen ne rendrait pas sensibles dans l’air.

4q8. Communication des vibrations dans les corps solides contigus. Puisque les vibrations se transmettent des fluides aux solides , elles doivent à plus forte raison se transmettre dans toute l’étendue d’un système solide dont les diverses parties sont juxta-posées et tellement contiguës qu’elles ne laissent entre elles aucune solution de continuité. Un pareil système ne forme plus qu’un tout, qui, dès qu’un point est ébranlé, se partage comme un seul corps , en parties vibrantes séparées par des lignes nodales; chacune des pièces perd en quelque sorte son individualité 5 sa liaison avec les pièces voisines l'empêche de II. I A

Ij8 LIVRE SEPTIÈME.

vibrer comme elle ferait si elle était seule; à peu près t omme une portion de plaque prend des modes de vibrations différons , si elle est détachée et ébranlée à part ou si elle reste unie à la plaque entière.

M. Savart a fait un grand nombre d’expériences sur ce sujet , il a varié les appareils de mille manières pour montrer le fait général de la communication du mouvement dans toutes les parties d’un système composé de lames, de plaques, de cloches, de cordes, etc. ; mais, ce qui est plus important , il a constaté les différons sens des vibrations, et il a été ainsi conduit à ce résultat général , que , dans un système quelconque, toutes les molécules vibrantes ont des moyvemeus parallèles à l’ébranlement primitif. Par conséquent, si le mouvement est produit par un archet, toutes les molécules vibrent parallèlement à la ligne que parcQui’ent les crins dont il se compose , et s’il est produit par un petit tube de verre fixé par une de ses extrémités en un point quelconque du système et ébranlée sur sa longueur par la friction des doigts ou d’un drap mouillé, toutes les molécules vibrent suivant des lignes parallèles à l’axe de ce tube.

499. Desinstrumens à anches. Une anche est, en général, une lame vibrante, mise en mouvement par un courant d’air. Supposons, par exemple, que dans une plaque de zinc ou de cuivre pp', Fig. 129, de 2 ou 3 millimètres d’épaisseur on fasse une ouverture rectangulaire A b en, longue de 3 centimètres et large de y ou 8 millimètres seulerraent, et que l’on soude près de l’un de ses petits côtés une lame de cuivre lÈ, très-mince et très-élastique, qui puisse vibrer dans cette ouverture en rasant les bords a b, b c et c p. On aura ainsi la plus simple des anches , et pour la mettre en mouvement il suffira d’appuyer la plaque p r', longitudinalement contre les lèvres et de souiller en dirigeant le vent vers l’extrémité libre de la lame u.', L’ait la met en vibration, et l’ouverture au cd, étant ainsi

UES VIBRATIONS DE MUSIQUE. — CITAP. V. J jg

alternativement ouverte et fermée , l’air passe et s’arrête par intermittences, de là des ondulations sonores dont la longueur dépend du nombre des vibrai ions que la lamo vibrante li' peut exécuter à raison de ses dimensions et de son élasticité. Le son est le même que si la lame vibrait par écartement mécanique, mais il est incomparablement plus intense. En disposant sur la même plaque plusieurs lames qui donnent les sons de la gamme, qu peut faire une espèce d’instrument propre à jouer des airs.

L’anche dont qn se sert dans les jeux d’orgues repose sur le même principe, mais elle est autrement ajustée. On y distingue deux tuyaux mis bout à bout, t et t', Fig. 126, un bouchon b qui les sépare, et l'anche A , proprement dite , qui traverse ce bouchon-, on voit ces trois pièces séparées dans la Fig, 127. L’anche elle-même est représentée ep détail dans la Fig • i3q ; ejle se compose de trois pièces essentielles, la rigole r, la languette L et la raselle z.

La rigole est un tube de métal prismatique, ou demiçylindriquç, fermé aubout inférieur, ouvertaubout supérieur, et percé latéralement d’une fenêtre qui établit la communication entre les deux tubes de part et d’autre du bouchon.

La languette est la lame vibrante dans sa position naturelle elle ferme la fenêtre ou à peu près, c’est-à-dire qu’elle en rase les parois par ses trois bords libres pendant qu'elle accomplit ses baltcmeps. Son quatrième bord est solidement fixé sur la paroi du tube, soit avec des vis, soit au moyen d une soudure.

La raselle est un fil de métal très-ferme, doublement recourbé à sa partie inférieure par laquelle il appuie fortement sur toute la largeur de la languette, comme on le voit dans la Fig. i3o.Ellp. glisse à frottement danslehouebon , elle sert , comme on voit, à changer la longueur vibrante de la languette, cor, au-dessus de la rosette, rien ne peut vibrer.

Le vent du soufflet entre par le pied du tuyau t, presse la languette pour s’ouvrir un passage , traverse la rigole et sort par le tuyau t'. La languette ainsi écartée pour un instant est bientôt rappelée par son élasticité; et accomplit sous ces deux forces contraires des vibrations qui se répètent aussi long-temps que dure le courant d’air. La Fig. 126 représente un tuyau à anche qui est vitré vis-à-vis la languette pour que l’on puisse en observer le jeu. Le nombre des vibrations dépend surtout des dimensions de la languette et de sa rigidité, il est en général peu différent de ce qu’il serait si cette lame vibrait à vide par un écartement mécanique. Mais l’ajustement des tuyaux donne au son un timbre et une intensité remarquables; ces deux qualités sont ici très-intimement liées , cependant l’intensité dépend surtout de la vitesse du courant et le timbre de la forme des tuyaux. L’on conçoit en effet qu’un courant plus rapide détermine dans la languette des oscillations dont l’amplitude est plus grande, leur durée restant la meme ; ainsi l’intensité du son croît avec la vitesse du courant , à moins que cette vitesse ne soit assez grande pour fléchir la languette et y déterminer un noeud de vibration. L’on conçoit ensuite que la languette , les tuyaux et les masses d’air qu’ils contiennent forment un système vibrant dont toutes les parties donnent au son un timbre particulier. Une condition fondamentale pour que l’anche parle bien et rende un son plein et agréable, c’est que les masses d'air des tuyaux soient telles par leur forme et leur étendue qu’elles se mettent facilement à l’unisson avec la languette. Mais cette condition peut être remplie pour chacun d’eux d’uneinfinilé de manières, et l’on a fait de nombreux essais pour produire par ce moyen des sons articulés imitant la voix humaine; on a donné au tuyau inférieur des formes anguleuses, rentrantes, ou diversement contournées; on a fait le tuyau supérieur, conique, évasé, renflé en son milieu ; on y a tendu des membranes,