I/ACOUSTIQUE
espèce d'ellipsoïde, muni d'un pavillon et d'un tube recourbé qui s'enfonce dans l'oreille ; les lignes pointillées sont deux membranes en baudruche qui, sans, renforcer le son, le rendent moins confus. Un autre système est représenté par le numéro 5 ; pour le réaliser, Ittard conseille de prendre une coquille de vis, de fuseau ou de strombe, et d'y ajouter un pavillon et un
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petit tube pour roreille ; on peut encore, si Ton veul, introduire dans le pavillon une ou deux membranes en baudruche, comme l'indiquent dans la figure les lignes ponctuées.
Tout récemment, M. Kœnig a construit un cornet acoustique qui est en même temps un stéthoscope (n*^6). Une capsule fermée par une membrane communique avec l'oreille au moyen d'un tube de caoutchouc, terminé par un bout en ivoire. Lorsqu'on parle devant la membrane^ celle-cî s'ag\le elipow^^^t \^ tç^V^uue
d*air qui est dans le tube contre le tympan de l'oreille. S'il s'agit d'employer cet appareil comme stéthoscope, on remplace la membrane simple par une lentille formée de deux membranes que l'on gonfle par insufflation au moyen d'un robinet latéral. La membrane antérieure s'applique sur la poitrine du malade, elle se moule sur la peau et en transmet iidèlement les frémissements à Tair emprisonné dans la lentille, qui les transmet jusqu'à l'oreille du médecin. Avec cet appareil, on peut s'ausculter soi-même en pressant la capsule contre la poitrine et en introduisant le bout du tube de caoutchouc dans l'oreille. La même capsule peut recevoir jusqu'à cinq tubes, de sorte que, dans une clinique, plusieurs élèves peuvent ausculter simultanément le même malade. La longueur des tubes peut aller à 4 mètres et plus sans que le son paraisse affaibli. Avec ce stéthoscope, un médecin pourrait donc, sans sortir de son cabinet, entendre les battements du cœur d'un malade qui se trouverait à plusieurs étages audessus.
l!cr«^nn«. — Iji Bureau «le^ loDgitu<le>. — Le capitaine Parry. — M. Regnault. — |{<?udant. — iUMsttUn etStarm. — Biol. — Weilheim. — Dislances par le t>on ; M, d'Abbadie. — Dislance d'an orage. — Profondeur d'un lac par l'fkho du fond.
Le son ne se propaj^e point instantanéineut ; c'est ce qu'ont remarqué les premiers observateui^ qui se sont occupés (les phénomènes sonores. Le bruit du tonnerre ne s'entend ordinairement que longtemps après l'éclair, et l'intervalle est d'autant plus grand que le nuage orageux est plus éloigné. Mais quel est le temps exact que le son met à franchir une distance donnée? en d'autres termes, quelle est sa vitesse de propagation? Cette (|uestion a déjà préoccupé Mersenne et Kircher. « La lumière, dit Mersenne, s'étend dans toute la sphère de son activité dans uninstnnt, ou si elle a besoin de quelque temps, il est si court que nous ne pouvons le remar- <|uer : mais le son ne peut remplir la sphère de son activité (pie dans un espace de temps qui est d'autant plus long que le lieu où se fait le son est plus éloigné del'o- H''i))Of roinincïon expérimente en plusieurs manières, et
particulièrement lorsque Ton voit que la hache ou le maillet du bûcheron ^ et des autres qui frappent ^ur quelque corps, a déjà frappé deux coups lorsque Ton oyt le premier coup ; ce qui arrive quand on est éloigné de cinq ou six cents pas, ou davantage. Or il faudrait faire plusieurs expériences pour savoir si la tardîveté du son suit la grandeur des espaces. . . » Le P. Mersenne décrit alors les expériences par lesquelles on pourrait connaître la vitesse du son ; elles consistent k compter les battements du pouls depuis le moment où l'on aperçoit le feu d'un mousquet ou d'une pièce d'artillerie jusqu'à celui ou l'on entend la détonation. Il rapporte les observations de ce genre qui ont été faites au siège de la Rochelle, par l'un des capitaines; mais les résultats sont très-discordants, et Mersenne en conclut que la vitesse de propagation du son varie beaucoup suivant les circonstances atmosphériques ou locales. Toutefois, il croit pouvoir admettre que le son va moins vite que la balle d'une arquebuse : en effet, dit-il, « on voit les oiseaux qui tombent morts de dessus les branches des arbres avant qu'on oye le bruit ou le son du coup, quoique l'oreille soit proche de ladite arquebuse. En 1675, Kircher déclare que rien de certain n'est encore connu sur la vitesse du son, mais que l'Acadéniie florentine s'occupe d'instituer des expériences destinées à éclaircir ce sujet délicat. Ces expériences paraissent avoir eu lieu dès 1660. On avait observé le temps qui s'écoulait entre l'éclair d'un coup de canon et l'arrivée du bruit. La vitesse trouvée était de 350 à 560 mètres par seconde. Un moyen direct d'acquérir une notion approchée de la vitesse du son est fourni par l'écho. Le P. Mersenne
^ I.ucièce fait la même reinan|ue.
avait constaté, à l'aide d'un pendule qui battait la seconde, que Ton peut prononcer sept syllabes dans cet espace de temps. Or un écho éloigné de 81 toises répond sept syllabes ; il faut une seconde pour les prononcer et on les entend qui reviennent pendant la seconde suivante. Le son parcourt donc 81 toises en allant et autant en retournant, c'est-à-dire 162 toises en toat dans l'espace d'une seconde ; « de manière, dit Mersenne, qu'ont peut choisir ce nombre de toises pour la vitesse des sons réfléchis, laquelle j'ai toujours trouvée ^Ic, soit que l'on use du bruit des trompettes et des arquebuses, ou de celui des pierres, et de la voix grave oo aiguë...» Ces expériences, d'après lesquelles la vitesse du son serait d'environ 516 mètres par seconde (nous verrons tout à l'heure que ce nombre est déjà très-rapproché de la vérité), furent plus tard discutées par le P. Kircher, qui élève une foule d'objections contre la prétendue constance de la vitesse du son. 11 dit, par exemple, qu'un son très-fort doit se réfléchir plus vite, comme une balle poussée contre un mur revient d'autant plus vite que le choc est plus violent. La comparaison est très-fausse, car le son n*est pas répercuté comme une balle, puisque la masse d'air dans laquelle se propage le sou ne change pas de place ; l'air reste immobile, il ne se précipite pas vers l'obstacle et n'en revient pas vers l'oreille. On ne peut donc pas juger du mouvement sonore d'après l'analogie du mouvement d'une balle élastique. Kircher prétend aussi que l'écho voyage plus vite pendant le silence de la nuit qu*à travers les mille bruits confus du jour, et 'que les venls exercent une grande influence sur la propagation du son.
Les j»remières expériences exactes suv la vitesse du son
TITKSSE DU S0!(. 89
ans Tair furent instituées en 175S par une commiton de l'Académie des sciences, composée de Lacaille. [araldî et Cassini de Thury, qui s*adjoignirent plusieurs ides. Ils avaient choisi pour stations robserratoire de aris, la pyramide de Montmartre, le moulin de Fonînay-aux-Àoses et le château de Lay, à Montihéry. Des ièces de canon placées sur les hauteurs de Monllhéry et e Montmartre, dont la distance est de 29 kilomètres, raient altematiyement, et lesobsenrateurs installés aux aatre stations mesuraient, à Taide d^un |>endule à se- )ndes, le temps qui s'écoulait entre Farrivée du bruit t Tarrivée de la lumière. On trouva que le son mettait n moyenne 1 minute 24 secondes à franchir la distance e 29, 000 mètres, ce qui donne 357 mètres par seconde
la température d'environ 6"*. On reconnut aussi que le dn était retardé par un vent contraire, et accéléré >rsqu*il marche avec le vent.
Ces expériences furent répétées, avec quelques moifications, par Kaestner, Benzenberg, Goldingham et 'autres physiciens, mais leurs résultats n'inspirèrent u'une médiocre confiance. Une i^ouvelle mesure fut onc entreprise en 1822, à la demande de Laplace, par PS membres du Bureau des longitudes. On fit porter eux pièces de canon. Tune sur la butte de Montihéry, autre sur celle de Villejuif ; la distance est de 18,615 lètres. A Villejuif se trouvaient de Prony, Arago et I. Mathieu ; à Montihéry, Alexandre de llumboldt, ray-Lussac et Bouvard. Chaque observateur était muni 'un chronomètre à arrêt qui marquait au moins les ixièmes de seconde. Les coups de canon tirés de Montliéry furent tous entendus à Villejuif, mais les coupf nverses étaient tellement affaiblis, qu^on n'en entend! |u* un petit nombre; cette circonstance s\i\vi^wV\Vx^ i
permit pas de tenir compte de l'in(]ucnce du veniaus» exactement qu'on l'aurait voulu. On Irouva la vitesse du son égale à 351 mètres à la température du zéro.
Depuis ces mémorables expériences, on en a fait de nouvelles en Allemagne, en Hollande, dans l' Amérique du Nord, etc. Pendant le voyage de Franklin ans régions polaires en 1S25, lo lieutenant Kendall fit tirer quarante coups de canon sur les bords du grand laedn Uurs, à des températures comjirises entre 2° et 40* dessous dezéro. Le capitaine Parry fit également ques observations sur la propagation du son à dea pératures très-basses : au Winter-Island ileut 41'^ port Ifowen 38° au-dessous de léro.
Les résultats de tontes ces mesures montrent vitesse du son dans un air calme ne doit pas s'éloigner de 531 ou 552 mètres par secondai cbaquc degi'é de clialcnr il faut ajouter environ 0' sorte qu'à 15° cette vitesse devient égale à 540
Itiot a imaginé une expérience ingénieuse pour rcr si les sons de hauteur dillérentc se pru|)ageiiti mentviLc. Si les noti'.sn'avaiL'ulpas toutes la nicme il est clair qu'un air musical, entendu de fort totii, ressemblerait plus ; la mesure serait trou Idée paiv«, certaines notes scniient entendues trop tèt ou trop Dans \iis circonstances ordinaires, on ne s'apercevrait pH d'une petileiuégalitéilausia propagation des notes, quind niénut elle existerait, parce que la distance oîi lesontlr» instruments de musique s'entend encore distinctement n'est pas snflisante pour faire apprécier une pamlli' inéKiditc'i, Voici aimnicnl s'y jirit ISiot pour augmenltr la distance. Il lit jouor un air de llùte à l'une des extn'mités de l'aqueduc d'Arcncil, CDiuposé de tiiyanx d'une Ioitgncnrdelotale9ôlinèlres,d'oiiri'auavaitétérotin!'i'.
j^Inçant lui-même à l'autre limit, il ùcoiitnit. La nette et parfaitement rliythniéc ; les te se propageaient donc avec une vitesse uniforme. De I862à I86fî, M. VittorRegnauit a repris ces déter-
linaLion:!! avec toutes les ressources de la pliysirji [iioilernc. lilnviron 400 coupsde eanonont été tires dans la plaine du Sutory. L'arrivée du Ijruit était constatée des membranes tendues qui, en repoussant un poti idiile, iulerroiiijt.iient tm tirruil é\eeVm\\\« . \; \ws\-»\\
1t ^ «âl.iaTTJt'li.
QL '^iiio itt ^n -^ ! ¥cr:j:9iit ht «w, «or li membraoe -»SMtvnL -aur^tfîhGr»» laur hl -aAmrayfa- Smsc sur une moitit m jiiousr r^ïKîiiiTNsus m 3uir >it fiakée. Sur la mmiK nantit, hih otsiuimtt: ■âgt.tiini narquait ia 4<i»f»naiCit i ''Jit^ CjnÊi jumn» isM j nm AifKfeçoo TÎbrant, «ym Vii;;aifc iis» 'asmoani» -Àf jifinialif-. Ces expériences farai fi ï yéi m «r f è iTim ^ ca^iMif^â gn, et ender- OMT Sra dba» k Biamdt t«s»i^ iiimiliwt sous le boulevard Saaat-MkkL j«r aBit «fïe de br;^ tubes de fonCe i)w fiwwBi BBe kotgMsr depht$d*iui kilomètre et demi. On oliaeitj it les iHtmrs smtoesâSs du bruit d^Bfl ffîstolel oo d'âne i io m p elle, en fennjot une trappe stmmU qœ le m» avait été Imcê dans le tnbe; il allait tfi revenait alors jnsqn'iâ dix lob« ébranlant les memtiran^ dûçposées le long de sa route. M. Regnault a étudié également la transmisâon d*nn simple choc cmnmuniqué â la colonne d*air, sans effet sonore. J*ai assisté à quelques-unes de ces expériences, qui ont donné lieu i iUtn résultats curieux.
M« Regnault a d*abord constaté que la vitesse du son diminue à mesure que la distance augmmte. Dans l'air cjilme, sec et à zéro, il Ta trouvée égale à 531'*,37, la dislance étant de 1 280 mètres, et à 550^,7 seulement quand la distance était de 2,445 mètres. Les expériences faites tivec les tuyaux ont donné un résultat analogue. Il a été ('(Utstaté ensuite que la vitesse du son augmentait avec HOU intensité^ c'est-à-dire avec la charge de poudre qui hî produisait'. Dans les conduites, laportéeet la viloNNn nioynnne du son augmentaient encore, à charge ôgalo, avec le calibre des tuyaux.
♦ C.o n^miUnl «»j»l «i'nowni nvoc une assertion de James Ross, qoi tMNt>nil PO r<i|))H«lor «|uo dans les oxpôricncos de Parry, où la distance iMail \\^ i kiloiiuMiV!*, los courts do canon éliiicnt entendus avant la voix
VITESSE bU SON. 93
M. Regnault distingue la portée sonore de la portée tilendeftsey qui correspond aux derniers mouvements des membranes. Voici les portées observées dans la conduite à gaz d'Ivry (calibre 0*^,1 1), dansune conduite de la route Militaire (O'^'fSO) et dans celle de Tégout Saint-Michel (l",!©), avec une charge de 1 gramme. Ces portées ont été estimées d'après le nombre des retours du son réfléchi.
