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vent dire quel est le plus haut, de deux sons voisins

de l'unisson. Ce que nous avons à étudier mainte-

nant, c'est la cause physique de ces différences ou de ces ressemblances. Cette cause, fort simple, la voici :

La hauteur d’un son dépend uniquement du nonibre plus ou moins grand de vibrations qu’exécutent à la fois le corps sonore et les milieux à l’aide desquels le son se propage. Plus le son est aigu, plus ce nombre est considérable; moins est grand le nombre des vibrations, plus le son produit est grave : on va voir par quelles expériences les physiciens

Fig. 21. — Roue dentée de Savart.

sont arrivés à constater cette importante loi, et comment ils ont procédé pour compter ces mou-

vements, que l'œil ou nos autres sens ne parvien-

nent à saisir que d’une manière confuse.

La roue dentée, imaginée par Savart, permet de compter le nombre de vibrations qui correspond à un son donné. Le son est produit dans cet appareil par le choc d’une carte contre les dents d’une roue qu’on fait mouvoir à l’aide d’une manivelle. Lorsque

la vitesse de la roue est très faible, on n’entend

qu'une série de bruits isolés, dont l’ensemble ne produit pas, à proprement parler, un son, et dont la hauteur est par conséquent inappréciable. Mais à mesure que la vitesse s’accroît, les vibrations multipliées de la carte transmises à l'air produisent un

son continu, dont l’acuité est d'autant plus grande

que la vitesse est elle-même plus considérable. Un compteur, adapté à la roue dentée, permet de connaître le nombre des tours que fait la roue dans une seconde : ce nombre multiplié par celui des dents donne la moitié du nombre total des vibrations, car

il est évident que la carte, d’abord infléchie, revient -

sur elle-même et donne deux vibrations simples à chaque dent qui passe.

Savart obtenait d’une roue munie de 600 dents, jusqu’à quarante tours par seconde, et par conséquent 48 000 vibrations simples dans ce même temps, ce qui correspond, comme on le verra plus loin, à un son d’une acuité ou d’une élévation extrême.

La sirène, dont l'invention est due à un physicien français, Cagniard-Latour, permet aussi de mesurer, et même avec une précision plus grande que la roue dentée de Savart, les vibrations d’un son donné.

Les

Fig. 22, — Sirène de Cagniard-Latour.

Dans cet appareil (fig. 22), le son est déterminé par le courant d'air d’une soufflerie qui passe par une série de trous distribués à égale distance sur les circonférences de deux plateaux métalliques, dont l’un est fixe et l’autre mobile. Lorsque les trous se correspondent, le courant d’air passe, et sa force

Vue extérieure. de la sirène.

d’impulsion, agissant sur les canaux obliques qui forment les trous, détermine le mouvement du plateau supérieur. Par ce mouvement même, la coïncidence cesse, puis se rétablit, cesse de nouveau, ce qui détermine une série de vibrations de plus en plus rapides dans le milieu où est plongé l’instru-

Fig. 23. — Vue intérieure et coupe

ment. S'il y a 20 trous, c’est 20 vibrations pour chaque tour du plateau ; de sorte qu’en comptant le nombre des tours qui s’effectuent pour un son donné en une seconde, on peut calculer facilement le nombre total des vibrations. L’axe du plateau mobile s’engrène, à l’aide d’une vis sans fin, à une roue dentée, dont le nombre des dents est égal à celui des divisions d’un cadran extérieur. Quand la roue avance d’une dent, l'aiguille marche d’une division, de sorte que le nombre des divisions parcourues par l'aiguille donne celui des tours, et dès lors, par une simple multiplication, celui des vibrations sonores. À la fin de chaque tour, une came fait tourner une seconde roue d’une division, de sorte que si la première roue a 100 dents, l'aiguille du second cadran indique les centaines de tours.

Le compteur est disposé de telle sorte qu’il ne marche qu’à volonté, c’est-à-dire lorsque lx vitesse atteinte a fini par donner le son dont l’évaluation est cherchée. La difficulté est de conserver la constance de vitesse, afin d’avoir un son d’une hauteur invariable pendant un temps suffisamment long.

La sirène fonctionne aussi dans l'eau, et c’est alors le liquide, sortant par les trous sous la pression d’une colonne d’eau très-élevée, qui détermine les vibrations. Le son qui en résulte prouve que les liquides entrent directement en vibration comme les gaz, Sans que le son leur soit communiqué par les vibrations d’un solide. Le nom de sirène vient précisément de cette circonstance, que l’instrument chante dans l’eau, comme les enchanteresses de la fable.

La sirène de Seebeck, que représente la figure 24,

est construite d’une façon toute différente ; mais le principe est toujours le même, c’est-à.- LT que le

Qi

ns

Fig. 24. — Sirène de Seebeck.

son est produit par le passage de l'air au travers des trous d’un disque. Le disque est mis en mouvement par un mécanisme d’horlogerie, et la vitesse de sa rotation s’évalue aussi à l’aide d’un compteur. Tout autour règne un sommier communiquant avec une soufflerie : c’est le distributeur du courant gazeux que des porte-vent en caoutchouc transmettent à

420 # LE SON | Le s celle des séries de trous su disque que désire enployer l’expérimentateur.

En variant le nombre et la distribution des trous

sur des disques différents, on peut faire avec cette sirène un grand nombre d'expériences.

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Fig. 25, — Etude graphique et euregistrement des vibrations sonores.

Enfin des procédés graphiques, récemment ima-

| ginés, et dont l’idée première est due à Savart, permettent encore d'estimer avec exactitude le nombre des vibrations sonores.

: Un diapason, ou une verge métallique, muni d'une pointe très-fine, trace en vibrant des lignes ondulées

LES VIBRATIONS SONORES 121 sur la surface d’un cylindyé tournant, recouvert de . noir de fumée. Le nombre des sinuosités ainsi marquées est celui des vibrations. Cette méthode est

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on parallèle de deux mouvements vibratoires.