HAUTEUR DU SON

maintenant à rechercher, pour ces trois différences capitales, quelles sont les particularités correspondantes du mouvement sonore.

D’abord, pour l’intensité, il est facile de reconnaître qu’elle croît et décroît avec l’amplitude des vibrations du corps sonore. Si nous frappons une corde d’instrument, les vibrations sont, au commencement, assez amples pour qu’on puisse les voir ; et c’est aussi au commencement que le son est le plus fort. Puis les vibrations visibles diminuent dans le même rapport que l’intensité. Nous pouvons faire la même observation sur les cordes ébranlées par l’archet, sur les languettes des tuyaux et sur beaucoup d’autres corps sonores. Nous devons tirer la même conséquence de ce fait que, lorsqu’en plein air nous nous éloignons du corps vibrant, l’intensité diminue sans que la hauteur ou le timbre soient changés.

L’éloignement ne modifie dans les ondes aériennes que l’amplitude des vibrations des molécules isolées ; il doit agir, par conséquent, sur l’intensité du son, mais sur aucune des autres propriétés (1).

La seconde différence essentielle des divers sons réside dans leur hauteur. Nous savons déjà, par l’expérience journalière, qu’on peut tirer des sons de même hauteur des instruments les plus divers, au moyen des combinaisons mécaniques les plus variées, et en donnant àl’intensité les valeurs les plus différentes. Les mouvements de l’air correspondant aux diverses sonorités, doivent être tous périodiques ; autrement ils ne procureraient point à l’oreille la sensation d’un son musical. Dans l’intervalle de chaque période, le mouvement peut être d’une nature quelconque ; il suffit que la durée de la période soit la même pour que les deux sons aient la même hauteur. Donc : la hauteur dépend seulement de la durée de la vibration , ou, ce qui revient au môme, du nombre de vibrations. On prend ordinairement la seconde pour unité de temps ; on entend donc par nombre de vibrations, le nombre de vibrations exécutées par le corps sonore pendant une seconde. 11 va de soi qu’on trouve la durée de la vibration, en divisant la seconde par le ^nombre de vibrations exécutées. La hauteur des sons est donc et autant plus grande , que le nombre des vibrations est plus considérable , ou que la durée de la vibration est moindre.

Il est assez difficile de déterminer exactement le nombre de vibrations exécutées par les corps élastiques qui donnent des sons perceptibles ; aussi les physiciens ont-ils dû recourir ît de nombreuses mé-

(I) Mécaniquement, l'intensité des vibrations, pour des sons de dilTérentes hauteurs, est proportionnelle A la force vive, c’est-à-dire au carré de la plus grande vitesse des molécules vibrantes. Mais l’oreille a une sensibilité différente pour les sons de différentes hauteurs, en sorte qu’on ne peut arriver ainsi au véritable rapport fpour les différentes hauteurs) entre l’intensité et la sensation.

tliodes, relativement compliquées, pour pouvoir résoudre la question dans chaque cas particulier. Les théories mathématiques et des expériences de tout genre ont dû se prêter un mutuel appui.

Pour exposer les faits fondamentaux de cette partie de la science musicale, il est très-commode de pouvoir recourir à un instrument particulier appelé Sirène, construit de manière à permettre de déterminer directement, le nombre des vibrations aériennes qui donnent naissance au son. La figure 1 reproduit la plus simple de toutes les sirènes, celle

de Seebeck, réduite à ses parties essentielles. A est un disque mince de carton ou de fer-blanc, qu’on peut faire tourner rapidement autour de son axe central b, au moyen de la corde sans fin ff, enroulée sur une roue d’un plus grand diamètre.

Sur tout le bord, le disque ,cst percé d’une série de trous à égale distance les uns des autres, au nombre de douze ; une ou plusieurs autres séries de trous équidistants se trouvent placées sur d’autres cercles concentriques au premier (la figure 1 porte un second cercle de huit trous); c est un petit tube dressé contre un des trous. Faisons maintenant tourner rapidement le disque, et souillons dans le petit tube c ; l’air pourra sortir librement toutes les fois qu’un des trous coïncidera avec l’orifice du tube ; le gaz sera, au contraire, arrêté dans sa marche, toutes les fois qu'une partie pleine du disque se trouvera devant cet orifice. 11 en résulte qu’à chaque passage d'un trou devant l’extrémité du tube, il se produit une secousse dans l’air. Four un seul tour du disque, le tube étant placé sur le cercle extérieur, nous avons donc douze impulsions aériennes correspondant aux douze trous ; si le tube était sur le cercle intérieur, il n’y aurait que huit impulsions. Si le disque fait dix tours à la seconde, le cercle extérieur nous donne, dans le même temps, cent vingt impulsions qui produisent un son faible et bas ; le cercle intérieur en donne quatre-vingts. D’une manière générale, si nous connaissons le nombre de tours exécutés par le disque en une seconde, et le nombre des trous sur le cercle en contact avec le tube, le produit donne évidemment le nombre des impulsions aériennes. Ce nombre est donc bien plus facile à obtenir exactement qu’avec n’importe quel autre appareil sonore ; aussi les sirènes sont-elles extraordinairement commodes, pour étudier les modifications du son qui dé-