SECTION II. - SON MUSICAL

1 178. Qu'est-ce que le son musical? — Une série de vibrations identiques régulières ou isochrones, se succédant assez rapidement pour que la sensation perçue par Toreille soit continue.

1 179. Que faut-il distinguer dans un son? — Son ton, son intensité et son timbre; le ton, ce qui fait que le son est grave ou aigu, dépend du nombre plus ou moins grand de vibrations dans un temps donné, par seconde, par exemple ; le son est d'autant plus grave que le nombre de ses vibrations est plus petit ; d'autant plus aigu que le nombre de ses vibrations est plus grand, ^intensité, qui fait que le son est fort ou faible, dépend de la vigueur des vibrations, ou de Tamplitude plus ou moiiis grande des excursions des molécules \ibranies. Le timbre est une qualité particulière communiquée au son par l'instrunient ou Tappareil qui le rend, et par laquelle on dislingue Tun de l'autre deux sons de même ton et de même intensité.

1 180. Commeîit les sons musicaux se distinguent-ils les uns des autres, et quel nom donne-t-on à la série de ces sons? — Les sons musicaux se distinguent par leurs nombres relatifs de vibrations, et leur série forme plusieurs gammes successives.

1181. De combien de sons principaux se compose chaque gamme? — De sept : m^ou do^ ré, mi, fa, sol, la, si.

«•As

sis

oeUTC.

)98 AœUSTIQDE.

Les nombres rdatifs de vibrations dans la gamme d'iil| sonl:

CT BB 0 PA SOL LA SI CT OCUtVe. f 9S4 S SlSQ

OU : 24 27 30 32 36 40 45 48 en nombres entiers.

Les nombres absolus de Tibrations dans la gamme d*tf/ pour l'ocUre qui contient le la du diapason de l'Opéra de Paris, et qui s'appelle n^. sont :

DT3 Bij HI5 PA5 S0L5

foodamental tierce quarte quinte

La moitié de ces nombres donne l'octaYe au-dessous, ut^

rr^ RK3 HI3 FA« s<M^ LAj SI9 DTs octaoe. 264 297 330 552 396 410 495 528

Vut le plus grave du violoncelle, qui est en même temps celui d'un piano à six octaves, fait soixante-six vibrations par seconde; par conséquent, il est mÈq. Yoici les nombres de cette gamme :

rvo -KÊ^ hiq faq soi^ laq siq uti octave. 66 74 82 88 99 110 124 132

La moitié d'une octave quelconque donne les nombres de vibrations de l'octave au-destoas, tandis que le double donne les nombres de vibrations par seconde de l'octave au~des»us. L'ut le plus aigu d'un piano à six octaves fait 2 112 vibrations par seconde : par conséquent il est 11/3.

L'oreille bumaine peut percevoir des sons dont les nombres de vibrations varient de 15 à 48 000 par seconde.

IT suffit de multiplier le nombre de vibrations d'une note naturelle par |J[ pour diéser un son, et par || pour lé bcmoliser. Ainsi, si une notf naturelle fait 24 vibrations par seconde, le dièse en fait 25 ; au contraire, si une note naturelle fait 25 vibrations par seconde, le bémol n'en fait que 24.

1 182. Pourquoi un violon esl-U trop bas quand les cordes ne sont pas tendues suffisamment? — En général, le son rendu par une corde vibrante est d'autanl plus grave qu'elle est plus grosse, plus longue et moins tendue ; d'autant plus aigu qu'elle est plus mince, plus courte et plus tendue. Voilà pourquoi les sons du violon sont trop bas quand les cordes sont lâches.

1 183. Pourquoi les sons du violon deviennent-ils trop HAUTS dans une salle remplie de monde? — Parce que

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les vapeurs humides et chaudes de la salle, s'insînuant entre les fibrilles des cordes, les grossissent et augmentent leur tension; le son rendu est alors plus élevé.

1 1 84. Pourquoi rend-on une note plus aiguë en tendant plus fortement la corde? — Parce qu'on rend ainsi plus rapides les vibrations de la corde, et que plus le nombre de vibrations est rapide, plus le son de la corde est aigu.

Les nombres de vibrations d'une corde sont proportUmnels aux racines carrées des poids qui la tendent, c'est-à-dire que, si l'on représente par 1 le nombre de vibrations d'une corde qui est tendue par un poids 1, ce nombre de vibrations, dans le même temps, deviendra 2, 3, i, etc., quand on tendra la même corde par des poids 4, 9, 16.

1185. Pourquoi certaines cordes d'une harpe ou d'un piano sont-elles plus courtes que certaines autres ? — Parce qu'il s'agit d'obtenir à la fois des sons graves et des sons aigus. Les cordes les plus longues donnent les sons graves, les cordes les plus courtes donnent les sons plus aigus.

Le nombre des vibrations d^une corde est en raison inverse de sa longueur f c'est4-dire que, si une corde de 1 mètre de long fait un nombre de vibrations représenté par 1, lorsqu'on fera vibrer seulement la moitié de sa longueur, elle fera des vibrations dont le nombre sera représenté par 2 ; lorsqu'on fera vibrer un tiers de sa longueur, elle fera, dans le même temps, des vibrations dont le nombre sera représenté par 5, etc.

1186. Pourquoi un violoniste démanch£-M{ continuellementî — Le violoniste démanche, pour faire rendre à son instrument, en raccourcissant les cordes, des sons plus aigus que ceux qu'il obtient quand ses doigts pressent les cordes sur le manche ; il augmente ainsi la portée ou la gamme naturelle de son violon.

1 187. Pourquoi certaines cordes d'une harpe ^ d^un

piano j d'un violon^ etc.^ sont-elles plus grosses que certaines autres ? — Parce qu'il est plus facile d'obtenir des sons praves avec une corde d'un diamètre plus gros que de les obtenir en donnant à la corde plus mince une tongueur démesurée.

Si l'on prend deux cordes, dont l'une ait une épaisseur double de l'autre, qu'on les tende par un même poids et qu'on leur donne une longiteur égale, la plus mince fera dans le même temps dettx fins plus de vibrations que la plus grosse.

1 188. Pourquoi les cordes de harpe et de violon se RomEm-elles souvent lorsquil fait mauvais temps? — Parce que l'humidité de l'air, en augmentant le diamètre des cordes et les raccourcissant, augmente aussi leur tension; elles se rompent alors comme si on les tendait trop en agissant sur les chevilles ou sur les clefs.

1 1 89. Pourquoi la résonnance simultanée de certains sons ^LxiT-elle à V oreille^ tandis que la résonnance simultanée de certains autres sons produit une sensation désagréable? — La consonnance qui plaît à l'oreille se compose de sons dont les vibrations coïncident à de très-courts intervalles^ ou dont les nombres de vibrations sont entre eux dans un rapport simple. Au contraire, on éprouve une sensation désagréable lorsqu^on entend deux sons simultanés dont les vibrations ne coïncident jamais ou coïncident rarement, parce que leurs nombres de vibrations sont dans un rapport compliqué.

On peut comparer la consonnance à la marche régulière ^xmt ar^ mée, où le bruit des pas est simultané. Au contraire, une dissonance ressemble au bruit confus d'une foule désordonnée.

1190. Quelles sont les consonnaisces les plus par- TAiTEs? — Celle de Vunisson^ puis celle de Yoctave, Dans le premier cas, les vibrations vont toujours en-

semble ; dans l'accord d*octave, les nombres de vibrations sont entre eux comme 1 est à 2, les vibrations s'accordent de deux eh deux, l'oreille les unit sans peine.

1191. Quelles sont les consonnances les plus agréables après celle de l^ octave? — 1" La quinte à Y octave^ ut^eisol^^ dont les nombres de vibrations sont entre eux comme 1 est à 3, et s*accordent de trois en trois; 2° la quinte^ ut-sol^ dont les nombres de vibrations sont comme 2 esta 3 ; 3** la quarte^ut-fa^ dont les nombres de vibrations sont comme 3 est à 4 ; 4** enfin la tierce, ul-mi, dont les nombres de vibrations sont comme 4 est à 5. Au delà de ces rapports simples il n'y a plus, consonnance, il y a plus ou moins dissonance, et les dissonances ne peuvent être acceptées que comme transition pour préparer Toreille à un accord.

1 192. Quappelle-t'On accord parfait? — La résonnance simultanée du son fondamental, la tierce, la quinte et Toctave, ut-mi'Sol-utj fa-la-ut-fa, dont les nombres de vibrations sont entre eux comme les nombres simples 4, 5, 6, 8.

1193. Pourquoi certaines substances sont-elles sonores tandis que d^autres ne rendent aucun son? — Parce qu'il est des corps dont les molécules entrent plus ou moins facilement en vibrations. En général, les substances sonores sont dwr^s et élastiques, comme le cuivre et le fer ; les substances molles et non élastiquesy comme le plomb, ne sont que très- peu sonores.

1 194. De quoi se compose le métal des cloches ? —

De cuivre et d'étaih, dans les proportions suivantes :

4 parties de cuivre conlre 1 partie' d'étain* Ce mélange est beaucoup plus sonore que les métaux purs.

Certaines cloches contiennent un peu de zinc, et certaines autres une quantité plus ou moins grande d'argent, etc.

1 195. De quoi dépend le son rl'uNE cloche ou qudle est la raison de sa grande sonorité ? — Le soa de la cloche dépend à la fois : 1° de la nature de l'alliage qui a servi à la fondre et qui est sonore par lui-même ; 2** de sa forme. La cloche vibre moléculairement ou d'ans ses molécules, et dans son ensemble. Dans le choc du battant, elle perd sa forme sphérique; le diamètre s'allonge dans le sens de la percussion et se raccourcira dans le sens perpendiculaire ; puis, euAvertu de r élasticité du métal, elle revient à sa position d'équilibre et la dépasse, le diamètre allongé devient le diamètre raccourci ; les oscillations de masse se continuent tant qu'on met la cloche en branle, en même temps que les vibrations moléculaires ; et il en résulle pour Taîr un mouvement vibratoire intense et un grand retentissement.

1196. Pourquoi EMPÊCHE-^on le son d'une sonnette en la touchant avec le doigt? — Parce que la pression du doigt devient un obstacle à la continuation du mouvement vibratoire.

1 197. Pourquoi une cloche fêlée rend-elle un son désafiréable ? — Parce que le mouvement oscillatoire de masse est contrarié et interrompu parles fentes ou fêlures ; il n*a donc plus la régularité, condition es* sentielle de la consonnance.

1 198. Comment /^^ cordes d* un piano ^ d^un violon^

SON MtJSia\L. 505

d*nne harpe , etc.,, produisent-elles des sons lorsqu'on les ToucBE, ou quon les frotte avec r archet ? — Pincées par les doigts, frappées parles touches ou frottées par l'archet, les cordes se déplacent et s'allongent ; elles reviennent ensuite à leur position d'équilibre, se raccourcissent et se déplacent en sens contraire ; il y a pour elles, comme pour la cloche, double mouvement, vibrations des molécules, oscillation de la masse, qui se communique à Tair et produit le son. Les sons des cordes seraient par eux-mêmes assez faibles, mais ils sont renforcés par les tables d'harmonie ou les caisses de rinslrument, piano, violon, harpe, guitare, etc., qui vibrent à leur tour; les sons prennent alors un grand développement.

1 199. D*où vient le frémissement que font entendre les vitres des fenêtres au-dessous desquelles passent des voitures? — Ce frémissement est dû aux vibrations que Tair et les murs du bâtiment communiquent aux vitres, sonores par elles-mêmes.

1200. A quoi sont du^ les sons des instrumetits a VENT, tels que la flûte, le flageolet, etc. ? — Les sons des instruments à vent sont dus aux vibrations de la colonne d*air que les tuyaux renferment, et non aux tuyaux euxmêmes ; ces îristniments, par conséquent, donnent toujours la même note si leurs dimensions restent les mêmes, qu'ils soient en buis/ en ébène ou en cristal, etc.; le timbre seul est plus ou moins modifié.

1201. Lorsqu'on touche une sonnette avec le doigt on en arrête sur-le-champ les vibrations ; pourquoi, en touchant une flûte, n'empêche-t-on pas les sons quelle

rend ? — Parce que les sons de la flûte ne sont pas dus aux vibrations de Vinstrumeiit même^ comme ceux d'une cloche ou d'une sonnette, mais aux vibrations de la colonne d'air que la flûte renferme.

1 202 . Comment établit-on des vibrations dans la colonne d*AiR contenue dans un instrument à vent? — L'air insufflé dans l'anche ou l'embouchure, et introduit dans l'instrument à un certain état de compression, condense, fait vibrer et déplace la colonne d'air; cette colonne, en vertu de son élasticité, se dilate ensuite et levient à sa position première, une nouvelle insufflation reproduit ce double mouvement oscillatoire et vibratoire; ces oscillations et ces vibrations, ces condensations et ces dilatations répétées et successives, produisent le son.

1203. Pourquoi débouche-t-on successivement les TROUS d'une flûte pour obtenir les notes successives ? — Pour faire que la colonne d'air se partage en un plus ou moins grand nombre de colonnes partielles vibrant d'ensemble, et produisant un son plus grave si le nombre des colonnes a diminué, un son plus aigu si le nombre des colonnes a augmenté ; le son rendu par une colonne d'air est d'autant plus grave qu'elle est plus longue, d'autant plus aigu que la colonne est plus courte.

1204. Pourquoi place-t-on sa main dans le paviUon d'un COR? — Pour modifier les sons. La main gêne un peu le mouvement vibratoire de la colonne d^air et rend plus grave la note produite.

1 205 . Pourquoi les poêles font-ils entendre quelque-

fois un son? — Parce que Tair appelé par le tirage du poêle est forcé de pénétrer à travers les jointures étroites des portes, qui font Teffet d'une anche ou d une embouchure, tandis que le poêle lui-même fait l'office de tuyau et rend ainsi un son en général assez grave.

1206. Pourquoi le y^m 'produit-il un son aigu lorsquil siffle entre les fentes d'une porte ou d'une fenêtre? T- Par la même raison : les fentes à leur tour font fonction d'embouchure ou d*anche, Tair que le vent chasse par elles sort comprimé et met en vibralion la masse d'air située de Tautre côté, lorsqu'elle remplit certaines conditions. Les sons ainsi produits naturellement par le vent s'appellent éoliens. En déposant convenablement sur le passage du vent des fentes ou des fils tendus, on obtient ce qu'on appelle des harpes éoliennes. Les fils du télégraphe électrique rendent souvent des sons mystérieux qui s'expliquent facilement par ce qui précède.

1207. Expliquez comment se produit le sifflement avec la bouche ou par les doigts. — Les lèvres serrées ou les fentes des doigts sont devéritables embouchures.

1208. Expliquez comment les tuyaux «{'orgue produisent des sons. — Ces tuyaux présentent une languette qui ne laisse à l'air qu'un passage fort étroit. Quand le vent du soufflet entre dans le tuyau, cette lame flexible, pressée de dedans en dehors, vient fermer l'ouverture, et le courant d'air est ainsi suspendu un instant. La languette, par son élasticité, revient à sa position première et laisse encore le passage libre. Ces mouvements, qui se succèdent avec grande rapidité, impriment à Ta colonne d'air des vibfations so-

nores. Dans les tuyaux dits tuyaux de flûte, Tanche est remplacée par un tranchant en talus. La longueur plus ou moins grafide des tuyaux fait le reste, c'est-àdire qu'elle détermine la gravité et l'acuité des sons : les longs tuyaux donnent les sons graves, les tuyaux courts donnent les sons aigus.

1 209. Q^* est-ce. que. Icu voix humaine ou le chant des oiseaux? — Un son produit par un véritable instrument à vent, dans lequel le larynx remplit la fonction de tuyau, la glqtte et les cordes vocales la fonction d'anche, le phartpiçç^ la bouche j etc., la fonction de caisse d'harmonie ou de tuyau renforçant. L'élasticité merveilleuse des membranes qui forment les parois des tubes producteurs du son supplée à la longueur, et ils peuvent rendre des sons beaucoup plus graves que les sons théoriques. L'élasticité et les dimensions des organes, en outre, varient avec le sexe et avec l'âge, et l'on comprend ainsi comment la voix des enfants et des femmes peut être plus aigué que celle des hommes.

1210. Pourquoi les enfants et les femues ont-ils la voix plus AIGUE que les hommes? — Parce que hsoi^ganes vocaux des enfants et des femmes sont en général p/N« petits que celui des hommes.

L'étendue de la voix d'homme est en général de deux octaves, de Mk â sol^. Les nombres «de vibrations correspondants sont 306 M^) d 1 584 (soU).

La voix de femme monte du ré^ à Vut^, noies auxi|ueUe8 correspondent 594 (r^) et î 412 (i//,) vibrations.

SECTION nL - ÉCHO.

1211. ^Qu'est-ce quertcml -^ L'écho n'est que le