CHAPITRE III

ahalyse du son au moyen des soxs PA n l.XFLVEXCE.

Nous avons à démontrer maintenant, que la présence, dans une masse sonore, de certains sons élémentaires simples, détermine dans le monde extérieur des actions mécaniques particulières, indépendantes de l’oreille et de ses sensations, indépendantes de toute considération purement théorique, et qui donnent, par conséquent, à la décomposition en vibrations pendulaires, une signification réelle, objective.

On trouve une action de ce genre dans le phénomène des sons produits par influence. Ce phénomène se présente dans tous les corps qui, une fois mis en mouvement par un ébranlement quelconque, exécutent une longue série de vibrations avant de revenir au repos. Si on leur imprime des secousses très-faibles, mais régulièrement périodiques, beaucoup trop insignifiantes chacune pour communiquer un mouvement appréciable, il se produira néanmoins, dans les corps en question, des vibrations sensibles et même très-fortes, pourvu que la période de chaque secousse faible soit exactement égale à la période des vibrations propres du corps. Si, au contraire, la période des secousses régulières diffère de celle des vibrations propres, il ne se produit qu’un faible mouvement tout à fait inappréciable. Ces secousses périodiques proviennent ordinairement d'un autre corps, exécutant des vibrations régulières. Ces dernières font donc, au bout d'un certain temps, vibrer le premier corps. C’est dans ces circonstances que se produit le phénomène que nous appelons vibrations ou sons par influence. Les vibrations peuvent être, ou assez rapides pour produire un son, ou trop lentes pour déterminer, dans l’oreille, une sensation quelconque; cela ne change rien à l’essence de ce phénomène bien connu des musiciens. Qu’on prenne, par exemple, deux cordes rigoureusement h l’unisson sur deux violons différents; si on ébranle l’une d’elles avec l’archet, l’autre entre en vibrations. Mais l’essence du phénomène est plus facile à saisir, dans les exemples où la lenteur des vibrations permet d’en observer isolément toutes les phases.

Il est bien connu, par exemple, qu’un homme et même un enfant peuvent, en tirant en mesure sur la corde, mettre en mouvement les

THÉORIE MÉCANIQUE. 4!f

plus grosses cloches d’église, dont le poids est si considérable, que l’homme le plus fort, voulant les changer de place, nepourrait les ébranler d’une manière appréciable, à moins d’espacer ses efforts à intervalles rhythmés. La cloche oscille, comme un pendule, assez longtemps encore avant de revenir graduellement au repos, quoique abandonnée à elle-même, et sans aucune force pour entretenir le mouvement. Le mouvement diminue peu à peu cependant, parce qu’à chaque oscillation, le frottement sur les axes et la résistance de l’air anéantissent une portion de l’impulsion primitive.

Quand la cloche oscille de part et d’autre de sa position d’équilibre, le levier lixé à la partie supérieure de l’axe, s’élève et s’abaisse avec la corde. Si, au moment où il descend, un enfant se suspend à l’extrémité inférieure de la corde, le poids de son corps agira sur la cloche, de manière à en accélérer le mouvement. Cette accélération pourra être très-petite, mais elle suffira pour produire, dans l’amplitude des oscillations de la cloche, un accroissement correspondant qui se conservera encore quelque temps, jusqu’au moment où il est anéanti par le frottement et la résistance de l'air. L’enfant, au contraire, se suspend-il à la corde à contre-temps ; au moment où la cloche monte, le poids du corps agit en sens inverse et diminue l’amplitude. Maintenant, qu’à chaque oscillation l’enfant se suspende à la corde, pendant qu’elle descend, et qu’il la laisse remonter librement ; il ne fera ainsi qu’accélérer chaque fois le mouvement de la cloche; les oscillations deviendront peu à peu de plus en plus grandes, jusqu’à ce que le mouvement, imprimé par la cloche aux murs du clocher et à l’air extérieur, fasse exactement équilibre à la force déployée par l’enfant à chaque oscillation.

Le résultat de cette expérience repose essentiellement, sur ce que l’enfant exerce toujours son effort seulement au moment où il peut accélérer le mouvement de la cloche. Cet effort doit donc revenir périodiquement, par intervalles égaux à la période des oscillations propres de la cloche. L’enfant aurait pu, aussi bien et aussi vite, réduire au repos le mouvement de la cloche, en tirant sur la corde au moment où elle monte, et en ajoutant par conséquent, à la masse soulevée, le poids de son corps.

On peut à chaque instant réaliser l’expérience suivante qui est tout à fait analogue. Supposonsun pendule, formé en suspendant, à l’extrémité inférieure d’un cordon, un corps pesant, un anneau, parexemple ; prenons l’extrémité supérieure du cordon dans la main, et imprimons à l’anneau un faible mouvement d’oscillation; on peut arriver peu à peu à obtenir des oscillations très-appréciables, en déplaçant très-peu la main en sens inverse de l’anneau, chaque fois que le pendule prend

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la position la plus écartée de la verticale. Ainsi, au moment où le pendule est le plus à droite, il faut porter la main un peu à gauche, et vice versd. On peut aussi faire sortir le pendule de l’état de repos, en déplaçant un peu la main, en mesure, à des intervalles égaux à la période des oscillations propres du pendule. Les déplacements de la main peuvent être assez petits pour être presque imperceptibles, même à une attention soutenue ; c’est sur cette circonstance que repose l’emploi superstitieux de ce petit appareil comme baguette divinatoire. Si même l’observateur, sans songer à sa main, suit de l'œil les oscillations de l'anneau, la main accompagne l’œil et se déplace involontairement de part et d’autre de sa position initiale, dans le même temps que le pendule, dès que celui-ci commence à osciller un peu. Ces mouvements involontaires de la main passent généralement inaperçus, à moins que l’expérimentateur n’ait l’habitude d’observer précisément ces influences insensibles. Ils peuvent augmenter et entretenir le mouvement, et transformer tout déplacement fortuit du pendule en une série d'oscillations, qui paraissent se produire d’ellesmêmes, sans 1 intervention de l’observateur; aussi ont-elles été attribuées à la présence de métaux ou de sources cachées.

Si on exécute les mouvements de la main à contre-temps, comme on l’a dit plus haut, le pendule revient bientôt au repos.

L’explication de cette expérience est bien simple. Si l’extrémité supérieure du cordon est fixée d’une manière invariable, le pendule, une fois mis en mouvement, continue à osciller quelque temps ; l’amplitude ne diminue que très-lentement. Nous pouvons prendre, pour mesure de cette amplitude, l’angle formé avec la verticale par le cordon, au moment où il s’en écarte le plus. Le corps pesant ayant atteint sa position limite à droite, on reporte la main à gauche ; l’angle du cordon avec la verticale s’agrandit alors évidemment, et, par suite, l’amplitude des oscillations est elle-même augmentée. En déplaçant en sens contraire l’extrémité supérieure du cordon, nous diminuerions l'amplitude.

Nous n’avons pas besoin ici d'exécuter les mouvements de la main, dans le môme rhythme que les oscillations du pendule. Nous pouvons exécuter un seul mouvement de va-êt- vient pour trois, cinq oscillations ou plus, et cependant, déterminer un accroissement sensible dans le mouvement du corps. Par exemple, le pendule étant è droite, portons la main à gauche, et arrêtons-nous jusqu’à ce qu’il ait été lui-même à gauche, puis à droite, puis encore à gauche ; remettons la main dans sa position première, attendons que le pendule soit revenu à droite, et ainsi de suite. Il y a donc trois oscillations entières pour un seul mouvement de va-et-vient de la main. On peut faire ainsi cinq, sept