PROPAGATION DES SONS

de a et de e; les trois cercles a, b, c, indiquent les trajets de quelques particules d'eau de la surface ondulatoire. La particule qui se meut dans le cercle b se trouve au point le plus élevé de la surface au moment où celle-ci a la forme ABC. Les particules qui se meuvent dans les cercles a et c se trouvent, au contraire, aux points les plus bas.

Les particules d'eau se meuvent dans ces cercles dans le sens indiqué par les flèches. Les lignes pointillées représentent d'autres positions des ondes qui ont précédé (les sommets entre a et b) ou suivi (les sommets b et c) la position ABC à des intervalles de temps égaux. Les positions des sommets des ondes sont désignées par des chiffres ; les chiffres que l'on voit dans les cercles indiquent les positions des particules d'eau pour les différentes positions de l'onde. On voit qu'elles décrivent des arcs égaux pendant que les sommets des oncles avancent de quantités égales parallèlement à la surface de l'eau.

Le cercle b nous montre de plus comment la particule d'eau, clans les positions 1, 2, 3, s'avance à la rencontre des ondes 1, 2, 3, s'élève sur leur partie antérieure, est entraînée de 4 à 7 dans le sens du mouvement par la montagne ; atteint enfin son sommet en 7, pour rester ensuite en arrière et descendre sur la face postérieure de l'onde.

Gomme vous le voyez par ce dessin, tous les points de la surface de l'eau décrivent des cercles de même grandeur ; les particules situées au-dessus de la surface se meuvent de la même manière, avec cette différence que les cercles qu'elles décrivent décroissent rapidement avec la profondeur.

Vous comprenez maintenant comment il se fait que vous voyiez le mouvement ondulatoire se propager à la surface de l'eau, sans que les particules d'eau suivent l'onde et fassent autre chose que tourner dans leurs petites orbites circulaires '.

1. Dans la conférence, la figure 38 était remplacée par un modèle

174 l'harmonie musicale

Pour passer des ondes de l'eau aux ondes sonores, imaginez à la place de l'eau un fluide élastique compressible, comme l'air, et à la place des ondes de l'eau une plaque solide pressée contre la surface de manière que le fluide ne puisse pas échapper latéralement à la pression. Sous les montagnes, là où se trouve la plus grande quantité de fluide, celui-ci sera le plus comprimé ; dans les vallées il le sera moins. A la place des montagnes, vous aurez donc des couches d'air condensées ; à la place des vallées, des couches moins denses. Imaginez de plus que ces ondes comprimées se propagent comme dans le cas de l'eau, et que les orbites verticales des particules d'eau soient comprimées de manière à ne plus être que des lignes horizontales. Les ondes sonores présenteront, comme les ondes de l'eau, cette particularité que les molécules d'air ne font qu'osciller horizontalement autour d'un point, tandis que l'onde elle-même consiste en un mouvement rectiligne, animant successivement des particules nouvelles. Nous obtiendrons ainsi des ondes sonores se propageant horizontalement à partir de leur centre.

Mais la propagation des ondes sonores ne se produit pas seulement comme celle des ondes de l'eau, suivant une surface horizontale ; elles peuvent s'étendre dans tous les sens. Figurez-vous que les cercles produits par une pierre lancée dans l'eau s'étendent dans toutes les directions de l'espace, et vous aurez les ondes sphériques par lesquelles se propage le son dans l'air.

Nous pouvons donc continuer à étudier sur les ondes de l'eau les particularités du mouvement des ondes sonores.

La longueur des ondes d'eau (c'est-à-dire la distance d'une montagne à l'autre) varie beaucoup, depuis les rides que produit à la surface de l'eau la chute d'une goutte de

mobile, dans lequel les points mobiles sont réunis par des fils élastiques et décrivent réellement des cercles ; les fils de communication représentent la surface de l'eau.