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Fig, 49. — Mise en vibration d’une plaque,

Si l’on découpe dans des feuilles minces de bois ou de métal bien homogène des plaques carrées, circulaires ou polygonales, puis qu’on les fixe solidement à un pied par leur centre de figure, on par-

vient à faire rendre à ces plaques des sons extrêmement variés, en frottant leurs bords avec un archet et en appuyant un ou deux doigts sur tels ou tels points de leur contour (fig. 49). Chladni et Savart, dont les noms se retrouvent dans toutes les recherches modernes qui ont eu le son pour objet, ont multiplié les expériences sur les plaques de formes, d'épaisseur et de surfaces diverses. Le phénomène sur lequel ils ont le plus appelé l'attention, c’est le partage de la surface des plaques en parties vibrantes et en parties immobiles. Ces dernières n'étant autre chose qu’une série continue de nœuds ont été nommées pour cela lignes nodales.

Pour reconnaitre et étudier les positions et les formes de ces lignes, ces deux savants saupoudraient la surface de sable sec et fin. Aussitôt que la plaque entre en vibration, les particules du sable se mettent en mouvement. Elles fuient toutes les parties vibrantes, et se réfugient tout le long des lignes nodales, en dessinant de la sorte tous leurs contours.

Ces lignes sont si nombreuses et parfois si compliquées, elles varient tellement pour une même plaque avec les sons divers que cette plaque peut rendre, que Savart a dû employer un procédé particulier pour les recueillir. Au lieu de sable, il employait de la poudre de tournesol gommée, et, à l’aide d’un papier humide appliqué sur la plaque, il obtenait l'impression de chaque figure. Nous reproduisons ici, dans les figures 50 et 51, une série de lignes nodales obtenues par Savart et par Chladni, et nous ferons remarquer que les figures où ces dignes sont le plus multipliées correspondent aux

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sons les plus aigus, ce qui revient à dire que, à mesure que le son s'élève, l'étendue des parties vibrantes diminue, , gi. EF SRI

. Fig. 50. — Lignes nodales des plaques vibrantes de forme carrée.

Dans les plaques carrées, les lignes nodales affec-

tent deux directions principales, les unes parallèles aux diagonales, les autres parallèles aux côtés de la plaque (fig. 50).

Dans les plaques circulaires (fig. 51), les lignes nodales se disposent soit en rayons, soit en cercles

Fig. 51. — Lignes nodales des plaques circulaires ou polygonales.

cvoncentriques. Les cloches de cristal, les timbres, les parois sonores se divisent semblablement er parties vibrantes et en lignes nodales, comme on « pu le voir dans l'expérience du verre rempli d’eau que représente la figure 19. La figure 52 montre deux modes de vibrations d’une cloche, et la facon dont elle se divise en quatre ou six parties vibrantes, séparées par autant de nœuds. Le premier mode s'obtient en touchant la cloche en deux points éloignés d’un quart de cercle; l’archet s'applique alors à 45 degrés d’un des nœuds. Le son résultant est le plus grave : c’est le son fondamental de la clo-

che. L'autre mode s'obtient en plaçant l’archet em un point éloigné de 90 degrés du nœud que l’on forme par l’attouchement. La cloche se diviserait encore en 8, 10, 12 parties vibrantes. Il en est de même des membranes tendues sur des cadres, et que l’on fait vibrer en les approchant d’un autre corps sonore, par exemple d’un timbre qui résonne. Les vibrations se communiquent par l'air à la membrane, et le sable dont celle-ci est recouverte dessine des lignes nodales.

Fig. 52. — Nœuds et ventres d’une cloche vibrante.

On a reconnu que, dans le cas où deux plaques de même substance et de figure semblable, mais d’épaisseurs différentes, donnent les mêmes lignes nodales, les sons produits varient avec l'épaisseur, si la surface est la même, c’est-à-dire que les nombres de vibrations sont proportionnels aux épaisseurs. Si c’est l'épaisseur qui reste constante, les nombres de vibrations sont en raison inverse des . surfaces.

On ne connaît point encore la loi suivant laquelle se succèdent les sons produits par une même plaque, quand les figures formées par les lignes nodales changent. On sait seulement que le son le plus grave, rendu par une plaque carrée fixée à son centre, a lieu quand les lignes nodales sont deux parallèles aux côtés et passant par le centre : c’est le dessin de la première plaque (en haut et à droite) de la figure 50. Quand ces deux lignes nodales forment les deux diagonales du carré (2° plaque de la même ligne, fig. 50), le son est la quinte du premier son, de celui qu’on peut appeler le son fondamental.