LES ONDES SONORES AÉRIENNES

des dilatations successives qui se propagent avec une vitesse constante, quand la densité et la température restent les mêmes, ou, si l'on veut, quand l'homogénéité du mélange gazeux est parfaite. Nous allons essayer de faire comprendre comment se succèdent les ondes sonores dans l'air ou dans tout autre gaz, et comment on a pu mesurer leur longueur.

Supposons que la lame d'un diapason soit placée en face d'un tuyau prismatique et mise en vibration. Les vibrations vont se se propager dans la colonne d'air du tîiyau. Voyons ce qui se passe dans les couches gazeuses quand la lame exécute une vibration entière, c'est-à-dire passe de sa position a!' pour aller en a et revenir ensuite en a" , en passant chaque fois par sa position moyenne a (fig. 509). Ce mouvement de va-et-vient est analogue à celui du pendule, de sorte que la vitesse de la lame

Fii;. 509. — Condensations et dilatations qui constituent l'onde sonore aérienne.

est alternativement croissante et décroissante, suivant qu'elle s'approche ou qu'elle s'éloigne de la positions. Pendant le mouvement de a" en a', les couches d'air du tuyau, recevant les impulsions de la lame, éprouveront donc des condensations successives et inégales qui se transmettront de l'une à l'autre, sans pour cela qu'il y ait transport des molécules. Ces condensations, d'abord croissantes, atteindront un maximum à partir duquel elles diminueront, jusqu'à ce que la lame vibrante ait atteint la position a .

Au retour de la lame de a en a", les mêmes tranches gazeuses, revenues à leur densité normale, se dilateront au contraire en vertu de leur élasticité, pour remplir le vide laissé en avant de la colonne d'air |)ar la seconde excursion de la lame vibrante. Même propagation des dilatations dans les couches gazeuses, dont chacune se trouvera ainsi osciller de chaque

côté d'une position d'équilibre, transmettant à la couche suivante les mouvements successifs dont elle-même est animée.

A chaque vibration complète de la lame correspondent donc une série de condensations : c'est la demi-onde condensée; puis une série de dilatations : c'est la demi-onde dilatée. Leur ensemble forme une onde sonoi'e complète, qui chemine dans toute l'étendue du tuyau et qui est produite, on le voit, par une vibration double de la lame élastique.

Pour représenter à l'œil l'état de la colonne d'air dans toute l'étendue d'une onde sonore, on convient de figurer les divers degrés de condensation par des perpendiculaires situées audessus de la direction de l'onde, et par des ])erpendiculaires tracées au-dessous de cette direction les dilatations qui suivent (iig. 510) : ces deux lignes ont une longueur nulle quand la

Fig. .>10. — Rej)rt'sentation graphique des phases d'une onde sonore.

densité est la densité normale ; leurs longueurs maxima correspondent aux condensations et aux dilatations maxima. La courbe AA",A', Ai représente alors l'état des couches successives du tuyau au moment où la hune a exécuté une vibration entière; la ligne droite AA, est le chemin parcouru pendant ce temps, c'est-à-dire la longueur de l'onde sonore.

L'espace parcouru par cette onde sera double, triple, etc., après les deux, trois... premières vibrations.

Il est facile maintenant de comprendre comment on a pu calculer la longueur d'onde d'un son de hauteur donnée. Supposons un son exécutant 450 vibrations par seconde. A la tem|iérature de 15",. — si telle est, en ce moment, la température de l'air, — la vitesse de propagation étant de 540 mètres dans le même intervalle, il est clair qu'au moment où le son parvient à cette distance, il y eu dans l'air autant d'ondes sonores successives