Vitesse de propagation d'un ébranlement

— Nous allons tout d'abord établir expérimentalement ce fait, que la vitesse de propagation d'un ébranlement est une propriété caractéristique d'un milieu déterminé, et indépendante de la période de cet ébranlement. Nous avons d'abord l'exemple du son. On a vu par toutes les expériences que la vitesse de propagation du son était indépendante de sa hauteur, qu'elle

variait avec la pression et la température. Pour la lumière, on a vu qu'il en était de même. Enfin, une expérience de cours, facile à répéter, permet de voir le même fait. Prenons un tube de caoutchouc, fixons-le à un bout, et tenons-le à la main de l'autre, en le laissant très lâche pour commencer. Agitons vivement la main qui en tient une extrémité, nous verrons une onde se propager le long du^tube. Elle sera très nettement visible et, si le tube a 5" ou 6™ de longueur, on verra très nettement le temps mis par l'ébranlement pour aller d'une extrémité à l'autre. Si maintenant nous tirons sur le tube de manière à augmenter beaucoup son coefficient d'élasticité, nous augmenterons par cela même la vitesse de propagation de l'ébr^Hilement le long de ce tube, et l'expérience pourra être réglée de manière que le temps mis par un ébranlement pour a lier d'une extrémité àl'autre soit tout à fait inappréciable à l'œil. Cette expérience peut être faite d'ailleurs d'une manière rigoureuse. Il suffit pour cela de placer en deux points du tube le long duquel on veut mesurer la vitesse de propagation de l'ébranlement, des capsules manométriques, mises en communication soit avec une même flamme qu'on étudie au miroir

MODÈLE MATÉRIEL DE TRANSMISSION D'ÉNERGIE. 3ï

tournant, soit avec une même capsule disposée de manière à mouvoir un levier inscripteur.

C'est la disposition employée constamment en Physiologie depuis M. Marey et connue sous le nom de tambour de Marey. Le style inscrivant sur un cylindre enregistreur donnera un petit crocliet lorsque Tonde passera en chacun des points où il y a une capsule. La vitesse de rotation du cylindre étant fixe, la distance des deux crochets correspondant aux deux capsules placées sur le tube permet de calculer immédiatement la vitesse de propagation d'un ébranlement le long du tube en expérience. On vérifie ainsi que, conformément à la théorie, la vitesse de propagation augmente quand le coefficient d'élasticité augmente lui-même, et qu'elle est une caractéristique de Tétat de tension du tube, indépendante de la période de l'ébranlement .

16. Causes d'erreur dans la mesure d'une vitesse de propagation. — Revenons maintenant au cas de la propagation d'une perturbation lente. Nous avons compris comment, lorsque cette perturbation se produisait, l'élasticité des parois l'allongeait encore. Mais l'ébranlement dû au commencement de la perturbation va se

propager avec la vitesse caractéristique du milieu ébranlé. Donc il y aura commencement d'ébranlement de l'extrémité du tube plein d'eau que nous avons considéré précédemment, au bout du temps nécessaire à un ébranlement pour aller, avec cette vitesse, d'un bout à l'autre du tube. Ceci correspond au moment où la tête de l'onde A {fig. 5), par exemple, arrive au point considéré. Mais ce n'est qu'un temps A B après ce commencement que la perturbation atteindra son maximum. Si donc nous voulons mesurer la vitesse de propagation d'un ébranlement le long d'un tube en employant la perturbation due à un ébranlement de longue durée, nous voyons immédiatement que le nombre trouvé dépendra essentiellement de la sensibilité de l'appareil employé pour déceler l'arrivée de l'onde. Soit, en effet, un appareil suffisamment sensible pour fonctionner lorsque la vitesse du liquide sera Aa, il nous indiquera une vitesse de propagation plus grande qu'un autre appareil qui ne fonctionne que lorsque la vitesse sera B 5.

Dans le cas des ébranlements lents dont nous avons parlé, il faudra, pour pouvoir mesurer la vitesse réelle de propagation des ébranle-

ments le long du tube, opérer avec des appareils infiniment sensibles.