CHAPITRE IV. — VIBRATION DES MASSES FLDIDES

de l’onverlure, tandis que dans le second cas c’est l’ouverture elle-même qui est poussée contre l’air par la rotation de l'instrument.

Dans les appeaux ou les réclames dont se servent les chasseurs pour imiter te cri des oiseaux {figures 61 et 62), le phénomène paraît un peu plus compliqué. Les vibralions sont encore produites par le courant d’air, mais ici le courant entraîne dans son mouvement une partie du fluide qui est contenu dans la cavité de l’appareil, et le fluide ainsi raréûé n’étant plus capable de soutenir la pression atmosphérique , l’air extérieur rentre , et rentre en excès ; alors, nou velle raréfaction produite par l’entraînement du courant , et nouvelle rentrée déterminée par la pression extérieure, etc. Ainsi toute la masse d’air de la cavité, alternativement raréfiée et comprimée, accomplit des oscillations qui se communiquent au dehors.

C’est par un jeu semblable que M. Savart explique les sons aigus et variés que l’on peut produire en sifflant avec la bouche. Les lèvres avancées et un peu pressées forment en quelque sorte la calotte du réclame {fig. 61) , et les vibrations sont produites parce que l’air est alternativement raréflé par le courant et comprimé par la pression extérieure. Une preuve que les phénomènes se passent ainsi , c’est que l’on peut imiter les sons du sifflet en soufflant simplement dans un tube de verre fermé en partie vers une de ses extrémités par un disque de liège au centre duquel on laisse une ouverture circulaire {fig. 63).

La lampe à gaz hydrogène, que l’on appelle aussi lampe philosophique, détermine encore dans l’air un autre mode d’ébianlement. Cet appareil fut imaginé en Allemagne et ensuite étudié par Brugnatelli et Pictel; mais c’est, je crois, M. de la Rive, de Genève, qui a le premier analysé lesphénomè^s qu’il présente (Journ. dePhysiq., t. 56, pag. 165). L’hydrogène étant allumé à l’extrémité du tube effilé de verre t {fig. 67 ) , on approche un autre tube long et large

106 LJVRE V. — ACOUSTIQUE.

a b dans la position marquée par la figure, et l’on entend un son très intense. La vapeur d’eau formée par la combustion se condense rapidement, et détermine ainsi , à quehjue distance de la flamme , une raréfication ou une espèce de vide dans lequel l’air environnant se précipite, et, le même phénomène se répétant avec une excessive rapidité , on conçoit qu’il en doive résulter un son dont l’intensité ef la gravité dépet)dent du volume de la flamme et des dimensions du tuyau qui l’enveloppe.

Enfin , l’on peut dans une masse d’air déterminée exciter des sons par communication, c’est-à-dire par le moyen d’un autre son qui est produit à quelque distance. Tout le monde sait que certains sons de la voix se renflent et prennent beaucoup d’intensité lorsqu’on les forme devant un vase ouvert ayant une grandeur convenable : alors l’air du vase vibre , et vibre à Tunisson avec la voix à laquelle il donne tant de force et d’éclat ; et , comme une même masse d’air i prend plusieurs modes de vibration , il suffira, pour la faire vibrer par communication, de produire à une petite distance l’un des sons qu’elle peut rendre. Mais, pour donner à ce phénomène plus de régularité, M. Savart a imaginé d’ajuster ensemble deux tuyaux d’un grand diamètre qui glissent l’un sur l’autre comme des tuyaux de lunette ; ils peuvent être tout à fait ouverts aux deux bouts , ou bien l’un ouvert et l’autre fermé. Parce moyen on peut faire varier à volonté la colonne résonnante, et par conséquent la rendre propre à renforcer le son que l’on produit à son extrémité ouverte avec un timbre, une cloche, ou seulement une lame vibrante. Les sons rés dtans ont une force et une rondeur qui étonnent toujours quand on les entend pour la première fois. L’appareil de M. Savart est représenté (/îÿ. 95) , le grand timbre t est ébranlé avec un archet.

344. Des modifications que peut recevoir le son d'un tuyau par la direction du vent, la grandeur de l’embouchure et sa position. — Il résulte des expériences de M. Savart

CHAPITHR IV. — VIBRITION DES MASSES FLUIDES. 407

que la direction du vent n’a aucune influence sur les sons que peuvent rendre les tuyaux prismatiques de différentes formes ou môme les cavités sphériques. Dans un tuyau prismatique à base carrée, par exemple, l'embouchure ayant les mômes dimensions, le son produit sera le môme, soit que l’on prenne jiour biseau l’extrémité de l’une des parois latérales ou l'un des bords de la base, et toutes les directions intermédiaires du vent donneront encore le môme son.

La grandeur et la position de l’embouchure ont au contraire une grande influence. Nous avons déjà remaix}ué qu'en augmentant la largeur de l'embouchure, c’est-à-dire la distance des deux lèvres , on donne au tuyau une tendance à produire le son fondamental, et qu’en la diminuant on est presque sûr de le faire oclavier; mais la longueur de Tembouchure exerce une autre influence. Si l’on prend, par exemple, un tuyau prismatique carré, dont l’embouchure soit dans toute la longueur du côté de la base , on vejra que le son devient p/us ÿraue quand l’embouchure devient plus courte, et qu’il peut aussi descendre d’une sixte ou même d’une septième, surtout si le tuyau est à peu près cubique. C’est sans doute pour obtenir un effet analogue que les facteurs d’orgues mettent aux deux coins de la bouchedes tuyaux de petites lames de plomb , qu’ils serrent ou qu’ils écartent pour obtenir l’accord. Ces lames sont les oreilles, parce qu’elles sont là, disent-ils, pour écouter si le tuyau est au ton. •

3^5. De l'influence des dimensions sur les vibrations des tuyaux. — Nous avons vu que c’est la longueur seule des tuyaux ouverts ou fermés qui détermine le son qu’ils doivent rendre, pourvu que celle longueur soit très grande par rapport à la largeur. Mais , quand cette condition n ’est pas remplie , la loi des vibrations est beaucoup jilus compliquée. Yoici les principaux résultats auxquels M. Savarta été conduit dans les recherches étendues qu’il a faites sur ce sujet.

1° Des tuyaux prismatiques rectangulaires , ayant tous

une embouchure de même longueur quel’undes côtés de leur base, produisent le même son quand les sections perpendiculaires à la ligne de l’embouchure ont la même surface, et quand en même temps les largeurs de ces sections sont au moins un sixième de leurs hauteurs.

2° Quand cette dernière condition est seule remplie, les nombres de vibrations paraissent être entre eux comme les | racines carrées des sections.

3® Les nombres de vibrations des tuyaux semblables et j semblablement embouchés sont entre eux comme les dimensions homologues de ces tuyaux. !

Cette loi s’étend même aux cavités sphériques dont les i embouchures sont placées sur de grands cercles et y occupent le même nombre de degrés.

346. Les parois qui enveloppent une masse d'air ont une influence sur ses vibrations. — L’on sait depuis long-temps, par des expériences souvent répétées , que le son du cor et de la trompette dépend de la matière de l’instrument et du degré d’écrouissage qu’elle a reçu. Un cor, par exemple, qui serait recuit au feu , sans être altéré dans sa forme , ne rendrait plus que des sons étouffés. Les facteurs d’orgues connaissent aussi cette influence de la matière des tuyaux sur les qualités des sons , et ils assurent que , pour faire un mauvais instrument, il suffirait d’altérer très peu la nature de l’étain qu’ils emploient dans les jeux de métal , ou la nature dubois dans les jeux de bois. Ces observations sont pleinement confirmées par les nombreuses expériences que i M. Savart a faites avec des tuyaux de parchemin plus ou moins tendu ou de papier plus ou moins humide. M. Savart a constaté : 1® que dans un tuyau prismatique carré, ayant un pied de hauteur et neuf lignes de côté , le son peut baisser déplus d’une octave quand on humecte déplus en plus le papier qui forme les paiois; ce papier est collé sur les arêtes solides du prisme comme sur une espèce de cadre; 2® que le son peut par ce moyen s’abaisser d’autant plus que les