EFFETS DES SONS A ^UNISSON
auparavant par M. le comte Schaflgotsch, sans que j’en eusse eu connaissance. Remarquez les conditions de l’expérience. Je recouvre cette flamme d’un tube de 30 centimètres de longueur , de manière qu’elle soit à 3 ou 4 centimètres de distance de l’extrémité inférieure. L’émission de la note convenable fait trembler la flamme, mais ne la fait pas chanter. Je baisse le tube de sorte que la distance de la flamme à l’extrémité inférieure soit de 7 centimètres, et à l’instant même son chant fait explosion. Entre ces deux positions il en est une troisième , telle que la flamme qu’on y place ne rompt pas le silence spontanément , mais telle aussi que quand la flamme a été excitée et comme amorcée par la voix, elle chanté et continue indéfiniment à chanter.
Dans cette position particulière, la flamme est apte à chanter, mais elle exige qu’on la mette en train. Elle est en quelque sorte sur le bord d’un précipice, attendant seulement qu’on l’y pousse. Je place la flamme dans la position dont il s’agit; elle reste silencieuse; mais dès que je fais retentir la note convenable, elle tire sa petite langue et entonne son chant. En plaçant mon doigt poué un instant sur l’extrémité inférieure du tube, je fais cesser la musique. M’éloignant alors de la flamme autant que le permettent les dimensions de cette salle, j’ordonne à la flamme de chanter; elle obéit immédiatement. Je lui tourne le dos et je répète l’expérience. Mon corps ne fera pas ombre au son . Les impulsions sonores contournent ma personne, arrivent au tube et provoquent la flamme à chanter. Un tuyau ou tout autre instrument capable d’émettre une note de même ton produirait le même effet.
Plaçons maintenant trois flammes dans trois tubes a , ô, c, longs de 25, 30 et 35 centimètres. Les flammes gardent le silence. Faisons agir sur elles le son de la sirène. Le ton de l’instrument s’élève graduellement; le voici presque à l’unisson du son du tube le plus long c, et dès qu’il l’atteint il pro-
LEÇON VI
voquele chant delà flamme que ce tube recouvre. Continuant à s’élever, le ton de la sirène arrive à l’unisson du ton de b qu’il fait chanter. Il atteint maintenant le ton de a et sa flamme chante comme les deux premières. Si l’on installait de cette manière sur des flammes convenables une série de tubes aptes à rendre tous les sons de la gamme ; et si, placé à la distance de 20 à 30 mètres, un musicien chantait la gamme, il appellerait successivement à l’existence chacun des sons des tubes, et la série entière des flammes finirait par chanter.
Lorsqu’on regarde dans un miroir tournant une flamme silencieuse capable d’être excitée comme nous venons de le dire, on n’aperçoit qu’une bande lumineuse continue. On ne peut rien voir de plus beau que la transformation subite de ce ruban continu en un collier de perles très-lumineuses, à l’instant même où la voix entonne la note sensible.
Mettons fin à ces expériences sur les flammes chantantes, en montrant comment on peut amener une première flamme à déterminer l’ignition sonore d’une seconde. Devant vous sont placées deux petites flammes a et ô, séparées par un intervalle d’un mètre, letiibe qui recouvre a est de 26, celui qui recouvre b est de 30 centimètres. Le plus court des deux tubes est muni d’un curseur cylindrique en papier qui permet, en l’allongeant ou le raccourcissant, de modifier le son qu’il rend. La flamme a chante actuellement, et la flamme b, du tube le plus long, est silencieuse. Je fais monter le curseur d e #, pour allonger ce tube. La première flamme fait appel à la seconde, qui ne lui répond pas encore. Mais aussitôt que le tube a rend le son du tube 6, qui entoure la seconde flamme, celle-ci chante. On peut répéter l’expérience inverse en faisant de b la flamme chantante, et de a la flamme silencieuse au départ. En faisant courir le curseur, on atteint un point où la flamme a commence à chanter. Une flamme peut ainsi adresser la parole à une autre flamme d’une distance
FLAMMES SENSIBLES SANS TUBES
considérable. Quand tout est disposé de manière à rendre les flammes suffisamment sensibles, la note voulue provoque infailliblement la réponse. Ajoutons qu’on peut tout aussi bien réduire au silence une flamme chantante, en ménageant convenablement la voix.
FLAMMES SENSIBLES NUES OU SANS TUBES
Jusqu’ici nous avons mis en jeu des flammes entourées de tubes résonnants ; et aucune d’elles, si on l’avait laissée à nu , n’aurait répondu aux bruits ou aux sons musicaux de nature quelconque par lesquels on aurait essayé de les exciter. On peut faire cependant que des flammes nues deviennent des flammes sympathiques. Dans une précédente leçon (page 101), j’ai dit comment les oscillations de l’eau contenue dans une bouteille pouvaient révéler l’existence de vibrations d’une période déterminée dans toute la multitude des bruits d’un convoi de chemin de fer. Les flammes en queue de poisson qui éclairent les wagons de notre chemin de fer métropolitain ou souterrain sont des réactifs acoustiques bien plus sensibles encore. Si vous y faites attention, vous constaterez que çà et là quelques-unes de ces flammes dansent à l’unisson de certains mouvements vibratoires du convoi. Une flamme, par exemple, qui se termine par une ligne horizontale lorsque le train est au repos, lance périodiquement une langue centrale pendant la marche du train, et danse aussi longtemps que persiste le mode particulier de vibrations qu’elle accuse. Elle s’arrêtera aussitôt que ces vibrations particulières disparaîtront, et dansera de nouveau lorsqu’elles renaîtront. Quand le train est au repos, si l’on tape sur le verre qui abrite la flamme, il est rare qu’elle refuse de sauter, à la seule condition d’etre assez sensible.
LEÇON VI
Cette action du son sur les flammes nues , en forme de queue de poisson, fut remarquée pour la première fois par M. le professeur Leconte dans une soirée musicale aux États-Unis. Yoici comment il décrit son observation: « Le concert avait à peine commencé, que je remarquai dans la flamme des bonds exactement synchrones avec les battements dont l’oreille me donnait la sensation. Ce phénomène devenait très-frappant pour toutes les personnes présentes, surtout quand les notes énergiques du violoncelle se faisaient entendre. Il était extrêmement curieux de voir avec quelle perfection les trilles elles-mêmes de cet instrument se réfléchissaient sur les ailes de la flamme. Un sourd aurait pu voir F harmonie. A mesure que la soirée s’avançait et que la pression du gaz augmentait par la diminution de la quantité consommée en ville, le phénomène devenait de plus en plus remarquable. Les bonds devenaient graduellement plus énergiques et moins réguliers , et la flamme finissait par ronfler d’une manière continue, rendant le son caractéristique qui indique l’échappement d’une quantité de gaz plus grande que celle qu’on peut brûler d’une manière complète. Je constatai alors, par une expérience directe, que le phénomène ne se produisait qu’autant qu’en réglant l’écouiement du gaz, on plaçait la flamme dans la condition où elle doit être pour commencer à ronfler. Je reconnus également que les effets observés ne résultaient ni d’une résonnance, ni de l’ébranlement des murs et du plancher de la chambre, causé par des chocs répétés. Il était évident enfin que les pulsations de la flamme ne pouvaient pas être attribuées à des vibrations indirectes se propageant par l’intermédiaire des murs jusqu’à l’appareil de combustion, mais qu’elles devaient être produites par l’influence directe des pulsations sonores de l’air sur le jet de gaz lumineux 1 . »
1 Philosophical Magazine, mars 1858, p. 235.
FLAMMES SENSIBLES SANS TUBES
La remarque significative, que la danse de la flamme commençait seulement lorsqu’elle était sur le point de faire entendre son ronflement , nous révèle le moyen de répéter les expériences du docteur Leconte ; en même temps qu’une connaissance plus approfondie des conditions de succès nous permettra de les varier, de les exalter même d’une manière extrêmement frappante. Yoici une bougie allumée : nous pour rons, sans l’émouvoir, crier, claquer des mains, faire retentir ce sifflet, battre cette enclume à coups de marteau, ou faire éclater un mélange explosif d’oxygène et d’hydrogène. Quoique dans chacun de ces cas des ondes sonores très-énergiques traversent l’air, la bougie est absolument insensible au son. Il n’y a dans sa flamme aucun mouvement.
Mais, avec ce petit chalumeau, je lance contre la flamme de la bougie un mince courant d’air, qui produise un commencement de frémissement, en même temps qu’il diminue l’éclat de la flamme. Et maintenant, dès que je fais retentir le sifflet, la flamme saute visiblement. L’expérience peut être disposée de telle sorte que le son du sifflet rende à la flamme son éclat primitif, ou fasse disparaître la quantité de lumière qu’elle possède encore.
La flamme du chalumeau de notre laboratoire est tout à fait insensible au son du sifflet , aussi longtemps qu’on ne fait pas intervenir un courant d’air; mais en modérant ou réglant convenablement la force du courant d’air que nous projetons sur elle, nous lui faisons prendre d’abord la forme représentée par la figure 110 bis, la force du courant n’étant pas encore suffisante pour rejeter toute la flamme en avant. Dès que nous faisons retentir le sifflet, la portion droite de la flamme s’abaisse, et tant que le son durera elle conservera la forme indiquée figure 111.
Yoici une flamme en queue de poisson qui brûle tranquillement et avec éclat, refusant obstinément de répondre à tous
LEÇON VI
les sons musicaux ou non musicaux. Dirigeons contre sa large face le courant d’air du chalumeau; elle est coupée en deux, et le premier coup de sifflet la fait sauter immédiatement. Un
Fie. 110 bis. \\\
coup frappé sur la table détermine les deux moitiés à se réunir, pour un instant, en une flamme unique de la forme ordinaire. Par une légère modification de l’expérience, les deux flammes latérales disparaissent dès que le sifflet retentit, et l’on voit jaillir à leur place une longue langue lumineuse centrale.
Vous voyez s’étaler maintenant devant vous une autre nappe de flamme, sortant aussi d’un bec ordinaire en queue de poisson [fig. 112). Vous pouvez chanter à côté d’elle, faire varier les intonations de votre voix, sans parvenir à exciter en elle le plus petit frissonnement. Recourez, si vous le voulez, à des tuyaux d’orgue, à des diapasons, à des cloches, à des trompettes, vous ne réussirez pas mieux. C’est à peine si vous apercevrez un petit mouvement dans l’intérieur de la flamme, lorsque tout près d’elle retentit ce sifflet siperçant. En ouvrant entièrement le robinet, j’amène la flamme à la limite du ronflement; et dès que le sifflet retentit, vous la voyez prendre un aspect extraordinaire. Elle se partage en sept langues
FLAMMES SENSIBLES SANS TUBES
frémissantes [fi g, 112 bis). Aussi longtemps qu’on siffle, les langues restent séparées. Dès que le son cesse, elles disparaissent, la flamme redevient une et tranquille.
Fig. 112. Fig. 112 bis.
Si au bec en queue de poisson nous substituons le bec en aile de chauve-souris, nous aurons la flamme large et fixe de la figure 113. Elle est absolument insensible aux sons les plus
Fig. 113.
violents que nous puissions supporter dans cette enceinte.
La flamme est alimentée par ce petit gazomètre, qui met à ma disposition une pression plus grande que celle des con-
LEÇON VI
duites de l’établissement. J’agrandis la flamme , et voici qu’elle répond au son du sifflet par un petit frémissement de ses bords. J’augmente la pression jusqu’à ce que la flamme commence à murmurer. Sifflons maintenant , et vous la verrez prendre la forme étrange de la figure 114.
Fig. 114.
Lorsque, à une grande distance, on fait tomber le marteau sur l’enclume, la flamme répond en faisant jaillir ses sept langues.
Une condition essentielle du succès de ces expériences s’est révélée elle-même de la manière suivante : J’étais dans une chambre éclairée par deux flammes en forme de queue de poisson. Une d’elles sautait au coup de sifflet, l’autre restait immobile. Je fermai un peu le robinet de la flamme insensible, donnantparlà même un surcroit depression à la flamme sensible ; elle se mit à ronfler et je l’abaissai en tournant le robinet. Elle devint alors insensible à son tour,* quelque près qu’elle pût être de la limite du ronflement. L’orifice trop étroit du robinet à moitié fermé paraissait empêcher l’action du son. Lorsque le robinet fut de nouveau entièrement ouvert, et la flamme abaissée par l’ouverture du robinet du second
