RÉSUMÉ DE LA CINQUIÈME LEÇON
On obtient le meme son en plaçant devant l’ouverture du tube un diapason dont la vitesse de vibration est celle du tube .
Lorsqu’un tube fermé par un bout, un tuyau d’orgue fermé, par exemple, sonne sa note la plus basse, la colonne d’air intérieur n’est divisée par aucun nœud. Les tons harmoniques de la colonne correspondent à des divisions de sa longueur, analogues à celles d’une verge fixée par un bout et vibrant longitudinalement. La série de ces tons est celle des nombres impairs 1,3, 5, 1, etc. C’est une conséquence nécessaire du mode de division de la colonne .
Dans les tuyaux d’orgue, on produit l’agitation de l’air en faisant arriver par une fente étroite un courant d’air sur un bord tranchant. Parmi les pulsations nées de ce choc, il en est une dont la résonnance du tube fait un son musical.
Lorsque l’agitation de l’air est remplacée par les vibrations d’un diapason placé devant l’embouchure du tuyau d’orgue, et dont la vitesse de vibration est convenable» le tuyau parle ou répond au diapason. Dans la pratique, le tuyau d’orgue crée lui-même virtuellement son diapason, en forçant la lame d’air qui a pénétré dans l’embouchure à vibrer en périodes synchroniques avec les siennes.
Un tuyau d’orgue ouvert rend une note plus haute d’une octave que celle d’un tuyau fermé de même longueur. Ce rapport est une conséquence nécessaire des modes respectifs de division des colonnes d’air.
Lorsque, par exemple, un tuyau d’orgue fermé sonne sa note la plus basse, la colonne d’air, ainsi qu’on l’a vu, n’est pas divisée, elle reste entière. Au contraire, lorsqu’un tuyau ouvert sonne sa note la plus basse, la colonne est divisée par un nœud en son milieu. Dans ce cas, le tuyau ouvert est formé virtuellement de deux tuyaux fermés ayant une base commune. La note d’un tuyau ouvert doit donc être celle d’un tuyau fermé ayant la moitié de sa longueur.
La longueur d’un tuyau fermé est le quart de celle de l’onde sonore qu’il produit, tandis que la longueur d’un tuyau ouvert est la moitié de celle de son onde sonore.
La série des tons d’un tuyau ouvert est celle des nombres pairs 2, 4, 6, 8, etc., ou de la suite naturelle des nombres 1,2, 3, 4, etc.
Dans les deux sortes de tuyaux, le nombre des vibrations exécutées dans un temps donné est inversement proportionnel à la longueur du tuyau.
Les lieux de vibration maximum, dans les tuyaux d’orgues, sont des lieux de variation minimum de densités, tandis que les lieux de vibration minimum sont ceux où les variations de densité atteignent leur maximum.
Les vitesses du son dans les gaz, les liquides et les solides peuvent se conclure des tons produits par des longueurs égales de ces divers corps, ou par les longueurs de ces corps qui donnent des sons identiques.
LEÇON Y
Les anches, ou languettes vibrantes, sont souvent associées à des colonnes d’air sonores. Ce sont des lames posées à plat sur un orifice rectangulaire., et qui, par leurs mouvements de va-et-vient, rendent intermittent le courant d’air ^qui passe par l’orifice.
L’action de l’anche est identique avec celle de la sirène.
Les anches de bois flexible, quelquefois associées aux tuyaux d’orgues, sont forcées de vibrer à l’unisson de la colonne d’air du tuyau ; d’autres anches ont trop de raideur pour être ainsi gouvernées par l’air en vibration. Dans ce dernier cas, la colonne d’air doit avoir la longueur qu’exige le synchronisme de sesvibrations avec celles de l’anche.
En associant aux anches des tuyaux convenables, on donne à leurs tons les j qualités de la voix humaine.
Chez l’homme, l’organe de la voix est un instrument à anche ; l’anche dans ce cas est formée de bandes ou cordes élastiques placées au sommet de la trachéeartère, et dont la tension est variable.
La vitesse de vibration des cordes vocales n’est pas réellement influencée par la résonnance de la bouche ; mais la bouche, en modifiant sa forme et ses dimensions, peut arriver à résonner à l’unisson du son fondamental ou de l’un quel- ! conque des sons harmoniques des cordes vocales.
Le renforcement de quelques-uns de ces sons en particulier, par la résonnance i de la bouche, peut altérer le timbre de la voix.
Les différents sons-voyelles résultent de la différence des mélanges du son fondamental avec les tons harmoniques des cordes vocales.
Lorsqu’on fait vibrer longitudinalement la substance même d’un tube fermé par un bout ou par les deux bouts, l’air intérieur est mis aussi en vibration.
En saupoudrant d’une poudre légère la surface intérieure du tube, on rend ! visibles les segments dans lesquels la colonne d’air se divise. De la division do J cette colonne, on peut conclure la vitesse du son dans la substance du tube comparée avec sa vitesse dans l’air.
On peut substituer à l’air d’autres gaz, et déterminer ainsi la vitesse du son dans ces gaz, comparée à sa vitesse dans l’air.
L’extrémité d’une verge vibrant longitudinalement peut déterminer l’agitation . de la colonne d’air contenue dans un tube, et forcer l’air à se diviser en seg- | ments vibrants. Ces segments peuvent être rendus visibles au moyen de pou- ! dres légères, et il est possible d’en conclure la vitesse du son dans la verge vibrante, comparativement avec sa vitesse dans l’air.
Par l’application de cette méthode, on peut obtenir la vitesse du son dans toute substance solide susceptible de prendre la forme d’une verge et de vibrer | longitudinalement.
LEÇON VI
Flammes sonores. — Influence du tube qui entoure la flamme. — Influence des dimensions delà flamme. — Sons harmoniques des flammes. — Effet des tons à l’unisson sur les flammes chantantes.— Action du son sur les flammes nues. — Expériences sur les becs de gaz en forme de queue de poisson et d’ailes de chauve-souris. — Prodigieuse sensibilité des flammes transformées en réactifs acoustiques. — La flamme des voyelles. — Action de la voix et des tons de la conversation sur les flammes. — Action des sons musicaux sur les jets de gaz non enflammés. — Constitution des jets d’eau. — Action des sons musicaux sur les jets d’eau. — Une veine liquide peut rivaliser en sensibilité avec l’oreille.
Le frottement est toujours rhythmé. Si nous passons sur une corde un archet saupoudré de colophane, la tension de la corde assure la perfection du rhythme produit par le frottement. Quand on passe un doigt mouillé sur les bords des verres de l’harmonica, la nature essentiellement rhythmique de leur frottement se traduit en musique agréable à l’oreille. Les expériences de Savart démontrent que le frottement d’un liquide contre les bords de l’orifice par lequel il s’écoule est apte à produire des sons musicaux. Nous avons ici ce qui est nécessaire pour répéter une de ses expériences. Le tube AB [fig. 1 06) a été rempli d’eau, et son extrémité B est fermée par une plaque de laiton, percée à son centre d’un orifice circulaire dont le diamètre est égal à l’épaisseur de la plaque. J’enlève une cheville qui bouche l’orifice, l’eau s’écoule, et à mesure qu’elle s’abaisse dans le tube il se produit une note musicale d’une grande douceur, engendrée par la colonne liquide. Cette note mélodieuse est due aux intermittences de l’écoulement, qui ont pour effet d’animer la colonne entière d’un mouvement de vibration. On voit se
LEÇON VI
dessiner une tendance à la production de ce mouvement vibratoire dans les rides circulaires que fait naître autour du
Fig. 106.
centre de la tasse le filet de thé qui coule du col étroit de la théière. Ce même effet d’intermittence se manifeste dans les anneaux de fumée noire qui s’élancent par succession rhythmée ou cadencée de la cheminée des bateaux à vapeur. Le bruit désagréable d’une machine mal graissée est une manifestation du fait que le frottement n’est plus uniforme, que les surfaces frottantes grippent et ne grippent pas d’une manière alternative et irrégulière.
Si nous considérons le frottement des gaz, nous y retrouverons ce même caractère d’intermittence. La balle de fusil siffle en traversant l’air dans sa course rapide. Le frottement du vent contre les tiges et les branches des pins fait naître un
