DE L ECHO

Fig. 488. faire usage. On nomme rayon incident tout rayon

?1 y sonore r t (fig. 488), avant sa rencontre avec la surface de séparation des deux milieux, et rayon réflé- ' chi tout rayon, tel que td, parti, par réflexion, d'un point de cette surface. Vangle d'incidence est l'angle rip que fait le rayon incident avec la perpendiculaire ou normale ip à la surface de séparation, et Yangle de réflexion est celui pid que fait le rayon réfléchi avec cette même normale.

Cela posé, les lois de la réflexion sont les suivantes : 1" £e rayon sonore incident et le rayon réfléchi sont dans un même plan avec ta normale à la surface.

2** L'angle d'incidence est égal à l'angle de réflexion. On peut vérifier les lois de la réflexion par Fexpérience, mais indirectement. Pour cela , on cherche les conséquences de ces lois et on les vérifie expérimentalement. Or, il résulte de ces lois que si la pig 489 surface réfléchissante est celle d'un

ellipsoïde de révolution *, les rayons sonores /"a, /"c, fe,..., partis de l'un des foyers /"(fig. 489), doivent, après leur réflexion, concourir à l'autre foyer/; car, dans cette surface, les droites menées d'un point quelconque aux foyers f, /*, font des angles égaux avec la normale à la surface au même point. Il suit de là que deux personnes qui seraient placées l'une en f et l'autre en /*, pourraient s'entendre à une distance considérable en parlant à voix basse, sans qu'aucun mot pût être saisi par des auditeurs intermédiaires. On observe, en eflet, ce phénomène dans certaines salles dont la voûte présente la forme d'une portion d'ellipsoïde de révolution. Nous pouvons citer, comme exemple, une des salles du Musée des Antiques, au Louvre. (H. V.)

DE l'écho.

La réflexion des ondes sonores trouve une confirmation complète dans le phénomène des échos. Il y a des échos simples qui ne répètent

* Vellipêe est une courbe telle, que la somme des distances de chacun de ses points à deux points fixes nommés foyers, est constante et égale au diamètre passant par ces deux points , diamètre que Ton nomme son grand axe. Si Ton fait tourner TcIIipse autour de cet axe, elle engendrera un ellipsoïde de révolution.

DE l'Écho. 271

chaque syllabe qu'une fois, et des échos multiples qui redisent plusieurs fois la mémo syllabe. La formation des premiers n'exige qu'un seul obstacle réflecteur, convenablement situé ; celle des autres en exige au moins deux. Un seul obstacle forme écho, quand il renvoie à l'observateur les ondes sonores après un laps de temps égal à la durée de l'émission d'une syllabe, c'est-à-dire après un 1/4 île second^, car on ne peut généralement prononcer que quatre syllabes par seconde, en articulant nettement. En effet, si le son réfléchi arrivait à l'observateur après un intervalle de temps plus court, ce son empiéterait sur le son direct non encore complètement articulé, et il y aurait seulement résonnance. D'après cehi , il est facile de voir qu'un obstacle situé en lace d'un observateur, à une distance d'environ 42", peut répéter une syllabe, en supposant que le son soit produit par l'observateur luimême; en effet, le son exigeant 1/4 de seconde pour parcourir un chemin de 2 fois 42°', reviendra à l'observateur à l'instant où l'articulation de la syllabe est achevée. Si l'obstacle réflecteur est à une dislance moindre, le son réfléchi coïncidera plus ou moins avec le son direct et ne fera qu'en modifier l'intensité. Quand il est au contraire à une distance plus grande, il peut répéter un plus ou moins grand nombre de syllabes : 2, par exemple, s'il est à une distance de 84°*; 3, à une distance de 126"", et ainsi de suite. Il existe sur les bords du Rhin un rocher qui répète 20 syllabes.

Il y a des échos multiples qui dépendent de plusieurs obstacles tellement disposés que, par les réflexions successives qui s'opèrent à leur surface, ils renvoient à l'oreille le même son, à des époques différentes et avec des intensités décroissantes. Ces échos peuvent se produire aussi entre deux surfaces réfléchissantes parallèles, car un son réfléchi ayant la propriété de se réfléchir de nouveau, il est évident que de telles surfaces pourront se renvoyer le son comme deux miroirs opposés se renvoient la lumière. C'est entre des tours ou entre des murs parallèles et éloignés, que sont produits la plupart des échos multiples. Kircher parle d'un écho de cette espèce, qu'il a observé au château de Simonetta, en Italie, entre deux ailes de bâtiment parallèles et qui répète quarante à cinquante fois le bruit d'un pistolet. Monge a eu l'occasion de vérifier ce résultat.

Les obstacles qui produisent les échos sont ordinairement des édifices, des rochers, des arbres, présentant une surface convenablement dirigée par rapport à l'observateur et au centre d'où le son part. Mais les nuages peuvent aussi produire des échos. Pour que le son se réfléchisse, il suflit même qu'il rencontre sur sa route des couches d'air

272 RéSONNANGE.

de densités différentes. Quand cette circonstance se présente, le son s'affaiblit rapidement avec la distance, parce que, à chaque passage d'une masse d'air dans une autre de densité différente, il éprouve une réflexion partielle, de sorte que la portion qui passe outre a perdu une partie de son intensité. C'est ce qui explique l'affaiblissement plus rapide du son pendant le jour que pendant la nuit. En effet, pendant le jour, l'air est agité et composé de parties d'inégale densité, parce que les couches inférieures s'échauffent au contact du sol, et ne se mêlent qu'imparfaitement avec les couches supérieures moins échauffées. Pendant la nuit, l'air est, au contraire, calme et homogène, ce qui favorise la propagation du son.

L'accroissement de l'intensité du son pendant la nuit était connue des anciens. On a voulu en trouver l'explication dans les mille bruits confus qui agissent sur l'oreille pendant le jour, et qui n'existent pas pendant la nuit^ mais cette explication ne pourrait s'appliquer aux forêts de l'Orénoque, dans lesquelles une foule d'animaux nocturnes remplissent l'air de leurs cris. M. de Humboldt a trouvé la véritable explication du phénomène ; c'est celle que nous avons indiquée plus haut. (H. V.)

RÉSONNANCB.

Quand un son réfléchi empiète sur le son direct, comme cela a lieu lorsque l'obstacle réflecteur est peu éloigné, il y a résannance; le son direct est renforcé parysa coïncidence partielle avec le son réfléchi^ mais il devient confus, par la prolongation qu'y apporte ce dernier. Dans les grands édifices, les églises, ce phénomène se remarque souvent. Dans un espace moins étendu, comme dans une chambre, les sons réfléchis par les murs, le plafond et le plancher, arrivent à l'oreille presque en même temps que le son direct, et les sons se trouvent renforcés , tout en conservant leur nettetéit, Cest pour ce motif que la voix s'entend mieux dans une chambre qu'en plein air. Les corps mous, les draperies, rendent un espace sourd, parce que la réflexion ne se fait pas sur ces sortes de corps, qui cèdent aux compressions et aux dilatations qui se présentent, et ne peuvent occasionner le retour des ondes.