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Les liquides et les gaz sont des corps élastiques;

aussi nous avons vu plus haut qu'ils sont suscep-

übles d'émettre des sons. On doit donc les ranger

parmi les corps sonores, mais nous aurons à les considérer surtout dans la propriété qu'ils possèdent de transmettre les sons émanés des solides,

tout en constatant leur aptitude à être eux-mêmes

des sources sonores. Les liquides et les gaz sont

des milieux transparents pour le son, comme ils sont transparents pour la lumière; mais cela ne

veut point dire que la transparence sonore soit due

à la même cause que la transparence lumineuse. Les corps non élastiques ou doués d’une faible élasticité, les corps mous résonnent généralement très-mal. Un morceau de cire, ou de térre glaise un peu humide, est dans ce cas. Pour la même raison, comme on le comprendra bientôt, ces corps sont de mauvais conducteurs du son ; ils Pinterceptent ou létouffent. Ce sont, relativement au son, les analogues des corps opaques par rapport à la lumière. Les matières finement divisées, la laine, la plume,

le coton, ont par elles-mêmes peu ou point de sono- : rité, et transmettent mal le son. On remplit de |

e de ne de copeaux, d5 AE divisés, les

4 intervalles des plafonds et des planchers, pour

. amortir le son d’un étage à l’autre Les tentures

-Wétoffe, les tapis, les rideaux, rendent une pièce

d'appartement beaucoup moins sonore, plus sourde,

parce que ce sont des corps peu propres à résonner ou à renvoyer les sons.

Voici donc établie une seconde conséquence non moins importante que celle du $ 3, à savoir que les corps sonores sont les corps élastiques , c’est-à-dire ceux dont les molécules, dérangées par une action extérieure, de leur position d'équilibre, y reviennent, la dépassent et oscillent ainsi pendant un temps plus ou moins long. Le son est’ donc entrevu dès maintenant comme ayant son origine dans un mouvement vibratoire des molécules des corps, solides, liquides ou gaz. |

: $ 5. — Le son ne se propage pas dans le vide.

C’est un fait connu de tout le monde que le son met un temps appréciable à se propager du corps sonore à l'organe de l’ouïe. Quand nous observons à distance une personne qui frappe un coup de marteau par exemple, notre œil voit le marteau tomber sur l’obstacle avant que l'oreille entende le bruit de la percussion. De même, la détonation d’un fusil, d’un canon, parvient à l’oreille après que la flamme produite par l’explosion a brillé devant nous. Dans les feux d'artifice on voit l'explosion des fusées se faire au sein de l’air, on aperçoit les gerbes lumineuses s'épanouir et s’éteindre, bien avant d’entendre le bruit qui accompagne lexplosion.

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Je me rappelle avoir admiré sur les côtes dé Ba? Méditerranée le spectacle curieux d’un navire de guerre qui s’exerçait au tir du canon : je voyais la fumée des bordées d'artillerie, puis, sur les crêtes des vagues, les ricochets des boulets allant se perdre dans la mer, bien avant d'entendre le tonnerre de la détonation. | |

Dans tous ces cas, l'intervalle compris entre la vue du phénomène et l'audition du son marque la différence entre la vitesse de la lumière et celle du son lui-même; mais comme la vitesse de la lumière comparée à celle du son peut être considérée comme infinie {, le même intervalle donne sans erreur sensible le temps que le son met à se propager d’un point à un autre. Il est aussi bien établi par l’observation journalière que l’intervalle dont il vient d’être question augmente avec la distance.

Ainsi le son se propage successivement, nous verrons bientôt avec quelle vitesse. Mais quel est le milieu qui sert de véhicule à ce mouvement? Est-ce le sol? Se communique-t-il par lintermédiaire des corps solides, des liquides, ou de l'air, ou encore par tous ces milieux à la fois? Voici une expérience qui répoñdra à ces questions.

Plaçons sous le récipient de la machine pneumatique un mouvement d’horlogerie muni d’un timbre sonore, dont le marteau est maintenu immobile par

1. Sénèque avait entrevu cette vérité expérimentale : « Nous voyons l'éclair, dit-il, avant d’entendre le son, parce que le sens de la vue, plus prompt, devance de beaucoup. celui de l’ouïe. » (Quest. natur., II, 12.) Seulement, où il est dans l'erreur, c'est quand il attribue à nos sens une pro-, priété qui appartient aux phénomènes extérieurs, aux ondes lumineuses et aux ondes sonores.

a | PRODUCTION ET PROPAGATION DU SON | 47 un éhülituetege. mais qu'une tige permet de rendre libre à volonté (fig. 2). Avant de faire Île vide, on entend très-bien le timbre résonner sous les coups du marteau. Mais à mesure que l'air se raréfie, le son diminue d'intensité; il disparait complétement, dès que le vide est fait, si d’ailleurs on a eu la précaution de placer l’appareil sur un coussin formé de liége, d’ouate, ou en général d’une substance molle et peu ou point élastique. On voit alors le marteau frapper sur le timbre, mais on ne perçoit plus aucun bruit, aucun son. Fig. 2. — Expérience prouvant que le Si alors, à la place de PT OR nr

Pair que contenait la cloche, on introduit un gaz quelconque, hydrogène, acide carbonique, oxygène, vapeur d’éther, etc., le son s’entend de nouveau. On peut faire la même expérience avec un appareil plus simple. C’est un ballon en verre, muni d’un double robinet, et qui peut s'adapter sur la machine pneumatique. À l’intérieur est suspendue, par des fils sans torsion, une clochette qu’on agite en secouant le ballon avec la main; si le ballon est vide d'air, on n’entend pas les sons de la clochette. En introduisant par l’entonnoir supérieur quelques

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gouttes d’un liquide volatil, ce dernier 8e réduit en vapeur en pénétrant dans l’espace vide du ballon,

sans que l’air puisse s’y mêler, et l’on constate ainsi que les vapeurs transmettent le son, comme les gaz, car alors le son de la clochette retentit de nou-

ont fait voir que le son transmis est d'autant plus intense, à pression égale, que la densité des gaz ou des vapeurs est plus grande.

Fig. 3. — Le son ne se Les physiciens n'étaient pas propage pas dans le vide, : « :

tous, il y a un siècle, bien convaincus par des expériences de ce genre que l'air fût le véhicule du son : il restait à prouver que le mouvement propre à engendrer le son, n’était point détruit dans de corps sonore, par le fait du vide dont il était entouré. Voici ce que dit à ce sujet Hauksbée et les expériences nouvelles qu’il Rap pour mettre le fait hors de doute :

« Il paraît que les expériences qu'on a faites jusqu'ici sur le son dans le vuide, ne prouvent pas assez que la perte du son vient seulement de l’absence de l'air, et je crois même qu’on ne peut l’assurer sans de nouvelles expériences. Car il s’agit

‘de sçavoir si les parties du corps sonore, dans un.

milieu tel que le vuide, ne changent pas au point de ne pouvoir plus recevoir le mouvement nécessaire pour produire le son. Comme cette question mérite d’être approfondie, j’imaginai l'expérience suivante.

« Je renfermai dans un récipient, capable de

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veau. Les expériences de M. Biot

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. quelque résistance, et garni par le bas d’un cercle de cuivre, une cloche d’une grosseur convenable, et j'affermis bien l’orifice du récipient sur une plaque de cuivre, par le moyen d’un cuir humide placé entre deux. De cette manière le récipient étoit rempli d’air commun qui ne pouvoit point s'échapper. On le mit ensuite sur la machine pneumatique, on. le recouvrit d’un autre grand récipient, et on pompa l'air contenu entre ces deux récipients.

… «Il étoit sûr, dans cette expérience, que quand le battant frapperoit la cloche, il y auroit du son produit dans le récipient intérieur où Pair avoit le même degré de densité que celui de l'atmosphère, et qu'il ne souffriroit pas d’altération par le vuide qui étoit à l’extérieur entre les deux récipients.

« Quand les préparatifs de l’expérience furent faits, je fis frapper la sonnette par son battant. Mais le son n’en fut point transmis à travers le vuide; quoique je fusse assuré qu'il y avoit en même temps du son produit dans le récipient. » Cette fois, l’expérience était décisive,

8 6. — Propagation du son dans les solides, les liquides et les gaz.

Ainsi l'air et en général tous les gaz sont des véhicules du son. Mais ils ne possèdent pas tous cette propriété au même degré. Ainsi, d’après les expériences de Tyndall, la conductibilité du gaz hydrogène pour le son est beaucoup moindre que celle de l’air, à égalité de pression, et cependant la vitesse de propagation est près de quatre fois dans l'hydrogène ce qu’elle est dans Pair. Haukshée a

fait, au siècle dernier, des expériences sur la propa.

gation du son dans l’air condensé jusqu'à cinq.

atmosphères. L’intensité du son transmis se trouva graduellement augmentée.

Les solides eux-mêmes transmettent le son, mais dans une mesure très-variée et qui dépend de leur élasticité. Ainsi dans les expériences précédentes, alors même que le vide est fait, si l’on approche l'oreille, on entend un son très-faible, transmis à air environnant par le coussin et par le plateau de

Ja machine. Ce qui démontre mieux encore le fait

de cette transmission par les solides, c’est que le son du timbre n’est qu’affaibli, si l’on pose directement l'appareil sur là platine de verre qui FUPRÈES la cloche 1.

L'eau et en général tous les liquides sont aussi des véhicules du son, et, au point de vue de l’intensité comme de la vitesse, de meilleurs véhicules que l'air. Un plongeur entend sous l’eau les moindres bruits, par exemple ceux que font les cailloux en roulant et se choquant les uns les autres. On s’était demandé d’abord si le son qu’on entendait malgré l'interposition d’une certaine masse d’eau avait bien

1. Les Académiciens de Florence qui avaient fait des expériences sur la propagation du son dans le vide, crurent que l’air n’était point nécessaire pour la transmission. La cause de leur erreur provenait de la difficulté qu'on avait alors d'obtenir un vide suffisamment parfait, et aussi de ce qu'ils n'avaient pas pris la précaution d'isoler le corps sonore à l’aide de corps mous ou mauvais conducteurs du son. Une négligence pareille avait induit le P. Kircher à une conclusion différente, mais non moins fausse. Ayant constaté qu'une clochette donnait encore des sons dans l’espace barométrique, il n’admettait pas que cet espace pût réellement être vide.

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54 pour véhicule; si ce n’était pas l’air en dissolution dans le liquide qui transmettait au dehors les vibrations sonores. L’abbé Nollet, en répétant les expériences de Hauksbée, prit la précaution de purger d’air l’eau au travers de laquelle le son se propageait, et il ne trouva pas de différence sensible entre les sons produits par le corps sonore plongé dans l’eau aérée et dans l’eau privée d'air. La présence de l’air dans l’eau n’est donc pas néces- Saire à la propagation du son; elle n’en accroît ni n'en diminue l'intensité.

Il ne faut pas confondre les sons que nous percevons par l'intermédiaire de l'air avec ceux que nous transmettent les solides, le sol par exemple, ou tout autre corps élastique. Si l’on applique l'oreille à l'extrémité d’une pièce de bois un peu longue, on distingue fort bien le bruit que produit le frottement d’une épingle, d’un bout de plume à l’extrémité opposée : cependant une personne placée vers le

milieu, mais l'oreille loin de la poutre, n’entend

rien. Le tic-tac d’une montre suspendue à l’extrémité d’un long tube métallique, s’entend distinctement à l’autre bout, sans que les personnes plus rapprochées de la montre perçoivent aucun son. Hassenfratz, « étant descendu dans une des car. rières situées au-dessous de Paris, chargea quelqu'un de frapper avec un marteau contre une masse de pierre qui forme le mur d'une des galeries souterraines. Pendant ce temps, il s’éloignait peu à peu du point où la percussion avait lieu, en appliquant une oreille contre la masse de pierre; bientôt, il distingua deux sons dont l’un était transmis par la pierre et l’autre par l’air. Le premier arrivait à l’o-

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reille beaucoup plus rapidement, à mesure que l’ob- 4 servateur s’éloignait, en sorte qu’il cessa d’être entendu à la distance de cent trente-quatre pas, tandis que ie son auquel l'air servait de véhicule ne s’éteignit qu’à la distance de quatre cents pas.» (Haüy).

Des expériences analogues exécutées à l’aide de longues barres de bois ou de fer donnèrent le même résultat, quant à la supériorité de vitesse, mais un effet inverse relativement à l'intensité. Nous citerons plus loin la curieuse expérience de Wheatstone ré-

‘ pétée par Tyndall, laquelle permit à des auditeurs d'entendre au second étage d'une maison, par l'intérmédiaire de baguettes de sapin, un concert donné au rez-de-chaussée ou dans la cave. Ainsi le bois est un excellent conducteur du son.

Humboldt, décrivant les bruits sourds qui accompagnent presque toujours les tremblements de terre, cite un fait qui prouve la facilité avec laquelle les corps solides transmettent le son à de grandes distances. « À Caracas, dit-il, dans les plaines de Calaboro et sur les bords du Rio-Apure, l’un des affluents de 1 Orénoque, c’est-à-dire sur une étendue de 130,000 kilomètres carrés, on entendit une effroyable détonation, sans éprouver des secousses, au moment où un torrent de laves sortait du volcan Saint-Vincent, situé dans les Antilles à une distance de 1200 kilomètres. C'est, par rapport à la distance, comme si une éruption du Vésuve se faisait entendre dans le nord de la France. Lors de là grande éruption du Cotopaxi, en 1744, on entendit des détonations souterraines à Honda, sur les bords du Magdalena : cependant, la distance de ces deux points est de 810 kilomètres, leur différence de ni-

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masses colossales des montagnes du Quito, de Pasto et de Popayan, par des vallées et des ravins sans nombre. Évidemment, le son ne fut pas transmis par l'air; il se prolongea dans la terre à une grande

profondeur. Le jour du tremblement de terre de la

Nouvelle-Grenade, en février 1835, les mêmes phénomènes se reproduisirent à Popayan, à Bogota, à Santa Marta et dans le Caracas, où le bruit dura sept heures entières, sans secousses, à Haïti, à la Jamaïque et sur les bords du Nicaragua. »

En résumé, la transmission du son du corps s0nore à l’oreille peut se faire par l'intermédiaire des - corps solides, des liquides et des gaz; mais c’est l'atmosphère qui est le véhicule le plus ordinaire.

Il résulte de là que le son ne dépasse point les limites de l'atmosphère. Le bruit des explosions volcaniques par exemple ne peut se propager jusqu’à la Lune; et de même, les habitants de la Terre n’entendent pas les sons qui pourraient se produire dans les espaces célestes. Les détonations des aérolithes indiquent donc que ces corps, au moment où ces détonations ont lieu, se trouvent déjà dans notre atmosphère, ce qui peut nous renseigner sur les limites de la couche gazeuse dont notre planète est enveloppée. Sur les hautes montagnes, la raréfaction de l’air est cause d’un grand affaiblissement dans l’intensité des sons. Selon de Saussure et tous les explorateurs qui lui ont succédé, un coup de pistolet tiré au sommet du Mont Blanc fait moins de bruit qu’un petit pétard ; « j'ai répété plusieurs fois cette expérience, dit Tyndall ; la première fois, avec un petit canon d’étain, et plus tard avec des pistolets. Ce

veau est de 5500 mètres, et ils sont séparés par les

qui me frappa particulièrement, ce fut l'absence dé

cette plénitude et de cette netteté de son qui carac- . térisent un coup de pistolet à des élévations moin-. dres; le coup produisait l’effet d’une bouteille de vin de Champagne, et cependant le son ne laissait pas : d’être encore assez intense. Ch. Martins, en décri-. vant un orage dont il a été témoin dans ces hautes régions, dit que « le tonnerre ne roulait pas ; c'était un coup sec comme la détonation d’une arme à feu. » Gay-Lussac, dans sa célèbre ascension en ballon, remarqua que les $ons de sa voix étaient … considérablement affaiblis à la hauteur de 7000 mètres où 1l s'était élevé.

En résumé, de tous les faits que nous venons de passer en revue, que faut-il conclure ? le voici :

Le son a son origine dans certains mouvements imprimés aux masses ou aux molécules des corps élastiques ; la percussion, le frottement, le pincement, l’action de la chaleur, de l'électricité sont autant de modes de production du son ;

Les corps sonores sont les corps élastiques : ils peuvent être solides, liquides ou gazeux;

Mais il ne suffit pas que le mouvement qui cause le son se produise dans les corps sonores, pour que : l'oreille normale en perçoive la sensation; il faut qu'il y ait entre la source et notre organe d’audition une succession ininterrompue de corps, une suite de milieux pondérables ;

L'air est le véhicule le plus ordinaire du son : mais les corps solides, les liquides et les différents gaz Sont aussi propres à transmettre le mouvement particulier qui le constitue ;

Levide enfin ne permet pas la transmission du son.