CHAP. IV.— VIBRATION DES MASSES FLUIDES

I par ira ehoe direet que les Tibrations normales des diaqoet et les vibrationt loDgitudioalei des verges d<Nit Dout avons parlé précédemment peuvent ébranler I*èao« le mercure ou les autres liquides. Aussi Ton pourrait penser que le cboc des solides est indispensable pour Oiire vibrer les liquides : mais le jeu de la sirène peut exciter dans Teau , et sans doute aussi dans loue les liquides , des vibrations sonores qui ont une aoCre origine. On en fait fexpérience de la manière sni- Tante : f> est un vase large et profond (fig. 557) dans lequel on ajuste solidement une sirène en « ; le tuyau porte-vent I est fermé par un robinet r et devient ici un tuyau porte-liquide, car il communique à un tube en plomb p, rempli d*eau, qui descend d*un réservoir éteré de 1 S ou 16 pieds. L*appareil étant ajusté, ou met de Teau dans le vase v Jusqu*au-dessus du plateau mobile de la sirène , on ouvre le robinet r, et à l*inslant Teao Jaillit, le plateau tourne et Ton entend un son trèa-distinct. On pourrait penser que le son se communique par les montants de Tinstrument qui s*élèvent encore au-dessus du niveau : mais ces montants sont bientôt cachés eux-mêmes par l*eau qui arrive, et, quand tout l*appareil est enfoncé sous Peau de plusieurs ponces, le son se fait encore entendre, et il parali même plus pur et mieux soutenu.

Le liquide poussé d*abord dans les ouvertures de la table et du plateau, puis arrêté, puis poussé et arrêté de nouveau, et ainsi de suite par de rapides alternatives, éprouve précisément ce que les gax éprouvent dans les mêmes circonstances.

II 7 a sans doute encore d*autres moyens d'exciter dans les liquides des vibrations sonores sans la percussion des solides : on sait , par exemple , qu*un courant d'étincelles électriques produit un bruit net et soutenu, au milieu d'une masse liquide; et probablement, si Ton jjusialt un appareil pour enflammer au milieu de Teau, par rélectricité, de petites bulles du mélange détonant d^bydn^ène et d*oxygène, qui se succéderaient rapidement. Ton produirait ainsi des bruits très-intenses, sans employer d'autres solides que les bouU defil mince qui apporteraient le fluide électrique ; encore pourrall-oa les remplacer par de petites colonnes de mercure contenues dans des tubes de matière très-peu élastique.

S48. Divertmaijrenê d'esciier tes vibrations sonoreê émnêUêgoM. — Nous avons déjà vu comment des Tibratloos peuvent être excitées dans Tair par l'explosion d'une poudre fulminante, par la percussion d'une masse élastique, comme un timbre, une cloche ou un tamtam, et par les oscillations rapides des cordes, des verges ou des plaques. Nous avons aussi indiqué comment la lame mince d'air qui vient se briser contre le biseau du tuyau d'orgue détermine une oscillation dans toute la colonne d'air adjacente : le changement de pression qui survient en un point de cette colonne élastiqoe se communique rapidement dans toute son étendue, tous les ressorts moléculaires réagissent les uns

sur les autres, et la colonne vibre dans son ensemble par la même raison qu'un cylindre solide vibre dans toute sa masse quand il est ébranlé dans un point quelconque.

C'est encore le même phénomène qui se produit dans la flûte et dans la toupie d'Allemagne , avec cette seule différence que dans le premier cas l'air est poussé contre le bord de l'ouverture , tandis que dans le second cas c'est Touverture 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 le cri deii oiseaux (figures 539 et 53S) , le phénomène parait un peu plus compliqué. Les vibrations 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 raréfié n'étant plus capable de soutenir la pression atmosphérique , l'air extérieur rentre, et rentre en excès ; alors, nouvelle 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. Savàrt 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 (flg. 559) , et les vibrations sont produites parce que l'air est alternativement raréfié 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 sifllet 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 uneou- ' verture circulaire {fig. 534).

La lampe à gaz hydrogène, que l'on appelle aussi iampe philosophique, détermine encore dans l'air un autre mode d'él)ranlemenl. Cet appareil fut imaginé vu Allemagne et ensuite étudié par Brugnalelli etPiclet; mais c'est, je crois, M. de la Rive, de Genève, qui a le premier analysé les phénomi^nes qu'il présente. {Journ. de Phjrsiq.^ t. 56, p. 1G5.) L'hydrogène étant allumé à l'extrémité du tube effilé de verre t [fig. 528), on approche un autre tube long et large 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 quelque distance de la flamme , une raréfaction ou une es|>èce de vide dans lequel l'air environnant se précipite, et, le phénomène se répétant avec une excessive rapidité, on conçoit qu'il en doive résulter un son dont l'intensité et la gravité dépendent 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 e moyen d'un autre son qui est proiiiiil à <|U(.*l<|Uf dis-

(ançe. Tout le mqnde tait que çerUiqt sont de la yoix te renflent el prennent beaucoup d*iQ(ensUé lortqu^oo let forme devant un ?ate ouvert, ayant une grandeur convenable ; alort Pair du vate vibre , et vibre à l'unitton avec la voix à laquelle il donne tant de force et d'éclat ; el , comme une même masse d*air prend plusleurt modes de vibration , il tuffira , pour la faire vibrer par communication, de produire k une petite dittance fun det sont qu'elle peut rendre. Blait , pour donner à ce phénomène plut de féffularité, M. Sayart a imaginé d'ajuster ensemble deux tuyaux d*un grand diamètre qui glissent Tun sur l'autre comme des tuyaux de lunette : ils peuvent être tout à fait ouverts aux deux boutt , ou bien l'un ouvert et Tautre fermé. Par ce moyen on peut Caire yarier à volonté la colonne ritonnante, et par conséquent la rendre propre à renforcer le son que l'on produit à ton extrémité ouverte ' avec un timbre, iine cloche, pu teulement une lame vibrante. Let tons résultants ont une force et une rondeur qui étonnent toujours quand on let entend pour la première fois. L'appareil de M. Savart et( reprétenté {flg. 566) , le grand timbre I ett ébranlé avec un archet.

544. Des modiflcaUionê qM0 peut recevoir le $on. ^un tuxan par la direction du vent, la grandeur de l'embouchure et sa position. — ij résulte det expériences de M. Savart que la direction du vent n'a ai|cune influence sur let tont que peuvent rendre let tuyaux pritmatiquet de diffërentet formet ou même let cavilét sphériques. Dans un tuyau prismatique à base carrée, par exemple, l'embouchure ayant let mèmet dimensions, le son produit sera le même, soit que l'on prenne pour biseau Textrémilé de l'une det paroit latérales ou l'un des bords de la base, et toutes les directions intermédiaires du vent donneront encore le même ton.

La grandeur et la potilion de l'embouchure ont au contraire une grande influence. Nout avont déjà remarqué qu'en augmentant la largeur de l'embouchure, c'ett-i-dire la distance des deux lèvres, on donne au tuyau une tendance à produire le ton fondamental , et qu'en la dimiuMan^ on ett pretque tûr de le feiire octavier; malt la longuepr de l'emhc(uchure exerce une autre inflqence. Si l'on prend , par exemple, un tuyau pritmatique carré, dont l'embouchure toit dans toute la longueur du côté de la base, on verra que le son devient plus grave quand Tembouchure devient plus courte, et qu'il peut autti detcendre (l'une tixte ou môme d'une teptième, surtout si le tuyau et( à peu prêt cubique. C'ett tant doute pour obtenir un efiFet analogue que les facteurt d'orgues mettent aux deux coins de la bouche det tuyaux de petitet lames de plomb, qu'ils terrent ou qu'ilt écartent pour obtenir l'accord. Ces lamet tont le$ oreilles, parce qu'ellet tont là, disenl-ilt, pour écouter ti le tuyau ett au ton.