FORME DES VIBRATIONS

en cela, extraordinairement supérieure à l’œil qui distingue aussi la différencè des couleurs, par la durée différente des vibrations lumineuses, mais dont la sphère de sensibilité ne dépasse guère une octave.

h' intensité et la hauteur étaient les deux premiers caractères distinctifs que nous trouvions pour les différents sons ; le troisième est le timbre que nous avons maintenant à étudier. Quand on entend la même note donnée par un piano, un violon, une clarinette, un hautbois, une trompette, ou par la voix humaine, les sons de tous ces instruments sont différents, quoique de même intensité et de même hauteur, et nous pouvons très-facilement reconnaître au moyen de chacun d’eux l’instrument qui l’a produit.

Les variétés de timbres paraissent être en nombre infini, si on considèred’abord, que nous avons déjà une longue série d’instruments * divers pouvant donner la même note, que les différents exemplaires d’un même instrument, et les voix de différents individus accusent encore dans le timbre certaines nuances plus délicates également appréciées par l’oreille ; quelquefois même la même note peut être donnée par le même instrument, avec de nombreuses modifications dans le timbre. De tous les instruments de musique, les instruments à arthet sont les plus remarquables sous ce rapport. La voix humaine est encore plus riche, et le langage humain a précisément recours à ces modifications de timbre pour caractériser les différentes lettres. Continuellement, les sons musicaux de la voix sont employés surtout à l’émission des voyelles, tandis que les consonnes consistent principalement en bruits de courte durée.

Quant à la question de savoir à quelles différences physiques extérieures des ondes sonores, correspondent les différents timbres, nous avons déjà vu, qu’à l’amplitude de la vibration correspondaitl’intensité, et à la durée de la vibration, la hauteur. Le timbre ne peut pas dépen dre de ces deux éléments. La seule hypothèse, restant possible, est que le timbre dépende de l’espèce et de la nature du mouvement, dans l’intervalle de la période de chaque vibration isolée. Pour la production d’un son musical, nous l’avons vu, le mouvement du corps sonore doit être seulement périodique, c’est-à-dire, exactement semblable dans chaque période de vibration, à ce qu’il était dans la période précédente. Quant à la nature du mouvement dans chaque période, elle était restée tout à fait indifférente, si bien que, sous ce rapport encore, les variétés de mouvement sonore sont en nombre infini.

Prenons des exemples, et, pour commencer, des mouvements périodiques assez lents pour pouvoir être suivis de l’œil. Prenons d’abord un pendule comme nous pouvons toujours nous en faire un,

on suspendant un corps pesant au bout d’une corde et le mettant en mouvement. Le pendule oscille, de droite à gauche, d’un mouvement régulier, continu, sans secousse aucune ; dans le voisinage des deux extrémités de sa course il va lentement ; au milieu il va vite. Parmi les corps sonores qui ont le même mouvement, mais beaucoup plus rapide, on pourrait citer les diapasons. Qu’on frappe un diapason, ou qu’on l’ébranle par le frottement d’un archet, et qu’on l’abandonne à luimême, ses branches oscilleront exactement de la même manière et suivant les mêmes lois qu’un pendule, avec cette différence seulement, qu’elles exécuteront plusieurs centaines d’oscillations, pendant que le pendule en fera une seule.

Comme autre exemple de mouvement périodique, on peut prendre le marteau mis en mouvement par une roue de moulin à eau. Ilest soulevé lentement par la roue, puis, abandonné à lui-même, retombe tout à coup ; il s’élève de nouveau lentement, et ainsi de suite. Nous • avons encore ici affaire à un va-et-vient périodique, mais il est évident que le mouvement est d’une nature tout autre que celui du pendule. Parmi les mouvements sonores, celui qui s’approcherait le plus de ce cas, seraitle mouvement d’une corde de violon ébranlée par l’archet, que nous décrirons plus exactement dans le cinquième chapitre. La corde adhère longtemps à l’archet, est entraînée par lui, jusqu'à ce qu’elle se détache brusquement, comme le marteau de la roue, et, comme lui encore, revient un peu en arrière avec une vitesse beaucoup plus grande qu'elle n’était venue; puis elle est reprise et entraînée de nouveau par l’archet.

Imaginons enfin une .balle élastique, lancée verticalement en l’air, puis renvoyée d’un coup au moment où elle retombe, de manière quelle remonte à la môme hauteur, et cela dans des temps toujours égaux. Cette balle mettra autant de temps à monter qu’à descendre, son mouvement sera brusquement interrompu au point le plus bas de sa course ; mais, en haut, sa vitesse ascensionnelle, progressivement décroissante, devient une vitesse descendante, progressivement croissante. Ce serait là une troisième espèce de va-et-vient périodique, mais essentiellement différente des deux autres.

Pour rendre la loi de semblables mouvements plus sensible à l’dail, qu’on ne pourrait le faire avec de longues descriptions, les mathématiciens et les physiciens ont généralement recours à une méthode graphique, que nous serons obligés d’employer encore souvent, et dont je dois, par conséquent, expliquer l’esprit.

Pour faire comprendre cette méthode, imaginons un petit crayon g fixé sur le diapason A ( fig . 5), et pouvant marquer sur la feuille de papier BB. Supposons que le diapason soit entraîné sur le papier avec