LA VITESSE DU SON

tion élevée, la pression barométrique, ou l’élasticité de l’air diminue; mais sa densité varie dans le même rapport. C’est seulement la température qui change et l’on sait que la vitesse du son en dépend. Dans des couches d'air de plus en plus froides, cette vitesse va en diminuant progressivement. Un son parti de la station basse chemine donc vers la station élevée en parcourant des espaces de plus en plus petits à chacune des secondes du trajet. Mais au retour, le contraire a lieu, la propagation sonore repasse en sens inverse par les mêmes vitesses qui alors sont croissantes. Aïnsi la durée totale du trajet doit être la même dans les deux cas.

C'est pour vérifier ces déductions du raisonnement que de Stampfer et de Myrbach firent en septembre 1822 à Salzbourg (Tyrol) les expériences dont nous avons indiqué les résultats. La différence de niveau des stations était de 1364 mètres; la vitesse du son ascendant fut trouvée égale à celle du son descendant; mais, comme ce résultat était dû à une seule soirée d'observations, À. Bravais et Martin, deux savants français, crurent devoir répéter ces expériences en septembre 1844, vingt-deux ans après les physiciens autrichiens. Les stations choisies étaient situées, l’une au sommet du Faulhorn, dans lés Alpes bernoises, l’autre au village de Tracht, près de Brienz, et sur les bords mêmes du lac de ce nom. La différence d'altitude des deux stations était de 2100 mètres, et la distance oblique, parcourue par le son 9650". Les sons étaient produits par la détonation de deux boîtes ou canons courts en fonte; les observateurs étaient munis d'excellents compteurs et de montres à arrêts. Le

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son mit en moyenne 28,55 secondes pour franchir

-la distance oblique des stations. La température moyenne était 8°,2. C'était donc une vitesse de 338",01; et, en supposant que la température ait décru régulièrement d’une station à l’autre, voici comment les observateurs formulèrent eux-mêmes le résultat trouvé : ,

« Vitesse égale des sons ascendants et descendantis, à raison de 332",4 pour de l'air sec à la température de la glace fondante. » #2

L'influence de la température sur la vitesse du son est bien évidente, au seul examen des résultats trouvés par les divers expérimentateurs, qui ont observé à des températures comprises entre 1 ou 2 degrés et 30° centigrades. Cette même influence, que la théorie démontre d’ailleurs, a-t-elle lieu à des températures extrêmes, pendant les grands froids ou les grandes chaleurs ? Comme exemple de vitesses du son mesurées à des températures notablement inférieures à la glace fondante, on cite celles du lieutenant Kandalle, dans l'Amérique du Nord, qui donnèrent 313,9 à — 40, et celles du capitaine Parry dans les mêmes régions : ce dernier trouva 309,2 à — 380,5, Réduites à 0°, ces vitesses deviennent 339",3 et 333,2; le désaccord peut provenir de l'influence du vent, les coups n'ayant pas été réciproques.

8 5. — Récentes expériences sur la vitesse du son.

Arrivons maintenant aux expériences les plus récentes.

M. F. P. Le Roux, après une discussion des ré-.

ou a

LA VITESSE DU SON Fra SO ae

n° sultats précédents, était arrivé à cette conviction

$ que les divergences des nombres donnant la vitesse

- du son à 0° et dans l'air libre privé d'humidité,

tenaient surtout à une estimation trop basse de la température des couches aériennes réellement parcourues par l’onde sonore. Des travaux météorologiques contemporains, de Babinet, de Becquerel, de Martins, des observations en ballon faites par Glaisher, il résulte que la température à des altitudes différentes varie suivant une loi plus compliquée qu’on ne pensait ; que, notamment, elle atteint à une certaine distance, pendant la nuit, un ou plusieurs maximum. De là, la pensée que ce savant

physicien a réalisée en partie, d’instituer des expériences où l’on pût se mettre à l’abri de ces causes d'erreur.

Le principe de la méthode expérimentale de M. Le Roux est celui-ci : placer à une distance peu considérable, deux membranes élastiques, de guttapercha très-mince, par exemple. Une onde sonore qui les rencontre successivement et les ébranle, détermine la rupture d’un courant électrique parcourant un appareil d’induction dont l’étincelle viendra laisser sa trace sur un chronoscope disposé à cet effet. N'ayant pu trouver un calme atmosphérique assez parfait pour faire l'expérience à l'air libre, il se borna au cas particulier que voici :

« Déterminer sans le secours de l’oreille, la vitesse de propagation d’un ébranlement solitaire dans une masse gazeuse privée d'humidité, d’une température exactement connue, renfermée dans un-tuyau cylindrique dont la longueur soit parcourue en une fraction de seconde. »

. VA + a de M EL.

Le tuyau employé par M. Le Roux était un tuyau ;

“en zinc recourbé sur lui-même en deux portions égales reliées par un coude circulaire. L’air était

desséché, et sa température maintenue à 0° par de la glace fondante contenue dans une baignoire et. entourant le tube de tous côtés. L’ébranlement sonore était produit par un choc unique d’un marteau de bois, frappant une membrane de caoutchouc fortement tendue à l’une des extrémités du tuyau. Après avoir parcouru toute la longueur du tube, cet. ébranlement venait mettre en mouvement la seconde membrane tendue à l’autre extrémité. L'origine et

. la fin dela propagation sonore se trouvaient enregis-

trées automatiquement, comme nous l’avons dit, par l’électricité !. D’une série de 77 expériences faites avec la précision qui caractérise les travaux de ce savant physicien, et discutées rigoureusement, il résulte que la vitesse du son à 0° et dans l'air sec. est de 330 mètres 66. M. Le Roux estime que toutes les causes d'incertitude ou d'erreur réunies ne peu-

1. Indiquons encore comment M. Le Roux notait le temps et mesurait la durée de la propagation. Le chronoscope imaginé par lui était extrêmement ingénieux. C'était une règle disposée verticalement en repos, puis abandonnée librement à l’action de la pesanteur. Cette règle était recouverte sur une partie convenable de sa surface, d’une. feuille d'argent ou de métal argenté, préalabiement soumise à l’action de la vapeur d'iode. Pendant le temps de la chute de la règle, avait lieu le choc du marteau sur la membrane de départ, puis la propagation de l’onde et son arrivée à l’autre membrane au bout du-tuyau. Les étincelles qui éclataient aux instants précis de l'origine et de la fin de l'ébranlement, laissaient leurs traces en deux points de la surface de la règle. La distance de ces points permettait de calculer . l'intervalle de temps qui, d’après la loi de la chute des corps, s'était écoulé entre ces instants. Ainsi la durée du phénomène se trouvait mesurée.