LOIS DE LA RÉFLEXION DU SON

§ 5. LOIS DE LA RÉFLEXIOiN DU SON.

Tels sont les faits : voyons maintenant suivant quelles lois se fait la réflexion du son. Ces lois très simples sont, comme on le démontre rigoureusement, une conséquence toute naturelle du mouvement vibratoire qui constitue le son , mais elles se vérifient expérimentalement en dehors de toute hypothèse.

On nomme rayon sonore^ une ligne droite qui part du centre d'ébranlement; lorsqu'elle arrive en contact avec une surface réfléchissante, c'est le rayon incident ; et l'on appelle rayon réfléchi, la ligne suivant laquelle le son est renvoyé par cette surface dans le milieu d'où il émane. Les deux angles que les rayons incident et réfléchi font avec la perpendiculaire ou la normale à la surface au point d'incidence, senties angles d'inci-

1. Cette 'expression de raijon sonore est une abstraction. En réalité, le mouvement vibi'a- (oire d'une source détermine, dans le milieu gazeux où le son se propage, une succession d'ondes sphériques, formées de couclies alternativement dilatées et condensées. Dans les phénomènes de réflexion et de réfraction dont nous allons énoncer les lois, ce sont ces ondes qui en réalité se réfléchissent contre un obstacle, ou se brisent en passant dans un milieu différent. Par exemple, G (fig. 289) étant la source sonore, AB le plan contre lequel

si

Fig. 280. — Loi de la réiloxion des orulcs sonores.

les ondes aériennes vont se réfléchir, et M un point (juelconque oii se place l'observateur pour recevoir ces ondes réfléchies, on démontre que les choses se passent comme si la souice était en 0', point symétrique du point 0 derrière le plan; en un mot, les ondes réfléchies ont ce point 0' pour centre. Les rayons sonores 01, O'I, normales aux ondes directes et de retour, sont ce qu'on ap])clle le rayon incident et le rayon réfléchi au point I du plan.

deiice et de réflexion. Ces définitions Lien comprises, voici comment s'énoncent les deux lois de la réflexion du son :

Premièriî; loi. — Le rayon sonore incident et le rayon réfkk'hi sont dans un même plan avec la normale à la surface au jxnnt d'incidence ;

Deuxième loi. — V angle d'incidence et V angle de réflexion sont égau,r entre eux.

La vérification expérimentale de ces deux lois est d'une grande simplicité. On met en regard, de façon que leurs axes coïncident, deux miroirs métalliques dont la forme est parabolique, c'està-dire est obtenue par la révolution autour de son axe de la courbe nommée parabole (fig. 290). Une telle courbe possède,

près de son sommet A, un foyer / F jouissant de cette propriété

^/f ^ que toutes les lignes telles que

FM, menées à des points différents de la parabole, se réflé- V/ — -- chissent suivant les parallèles

\ MZ à l'axe En un mot, les

X rayons partis du foyer et les pa-

F.g. 290. - Pinabolc; rétlcxion au foyer i^^llèleS à l'aXC fout dcS auglcs des l'ayons parallèles a Taxe. ~

égaux avec les normales à la parabole, aux points M.... Réciproquement, si les lignes pai-allèles à l'axe viennent à rencontrer la parabole, elles iront se réfléchir au foyer.

Or, si l'on place une montre au foyer d'un des miroirs paraboliques ainsi disposés, les ondes sonores provenant du tic-tac du mouvement seront renvoyées parallèlement à l'axe et iront se réfléchir, après avoir frappé la surface concave du second miroir, au foyer de celui-ci. L'observateur muni d'un tube, afin de ne point intercepter les ondes, en tendra aisément le bruit de la montre, s'il place l'extrémité du tube au foyer du second miroir (fig. 291). Partout ailleurs le son est peu ou point entendu, môme par les personnels qui se placent dans l'intervalle des deux miroirs à une faible distance de la montre.

RÉFRACTION DU SON. 601 La courbe nommée ellipse a deux foyers, et les rayons partis

Fig. 291. — VL'rificalion expérimentale des lois de la réflexion du son.

de l'un vont se réfléchir à l'autre. Les salles dont la voûte est de

Fig. 292. — Réflexion du son à la surface d'une voûte de forme ellijitique.

forme elliptique (fig. 292) doivent donc présenter le même phénomène que le système des deux miroirs paraboliques, et c'est

en effet, ce que l'expérience confirme. Le Musée des Antiques au Louvre possède une salle de ce genre, oii deux personnes placées vers les deux extrémités opposées pourraient converser à voix basse, sans craindre l'indiscrétion des auditeurs qui se trouvent dans une position intermédiaire.

La réflexion du son est utilisée dans plusieurs instruments que nous aurons l'occasion de décrire en parlant des applications de l'acoustique aux sciences et aux arts.