PHÉNOMÈNES DE RÉFLEXION

le mécanisme de cette disposition, et nous dispenseront d'une explication plus détaillée.

La distance des stations étant de 1 3 487 mètres fut parcourue par le son en 9 secondes 1/4, ce qui donne 1435 mètres pour la vitesse du son dans Teau à la température de 8 degrés.

Enfin, on a déterminé aussi par Texpérience la vitesse du son dans les corps solides. M. Biot, ayant opéré sur une longueur de 951 mètres de tuyaux en fonte de fer, a trouvé que le son se propage dans ce métal avec une vitesse moyenne de 3250 mètres par seconde, plus de neuf fois et demie aussi grande que celle du son dans l'air à la même température.

Voici quelles sont les vitesses de propagation du son dans divers milieux gazeux, liquides et solides :

/ Hydrogène 1270"

\ Ammoniaque 407

Vitesse du son dans les gaz, à 0«. . Air 331

[ Oxygène 317

^ Acide carbonique .... 262

!Eau de Seine à 15« . . . 1437~

Eau de mer à 20« . . . . 1453

Alcool absolu à 230 . . . 1160

Éther sulfurique à 0* . . 1159

/ Bois de sapin 5994™

' Verre 5438

Acier, fer 5030

j , ,., ; Cuivre 3716

^lte8»e du son dans les solides. < ^,^.^^^ ^^^^.^ g^^^

Platine 2701

Argent 2684

Élain 2498

S V. PIIbNOMÈNES DE RÉFLEXION ET DE REFRACTION SONORE.S.

Nous verrons bientôt que la lumière et la chaleur se propagent à la fois directement par rayonnement, et indirectement par réflexion. De plus, quand la propagation s'effectue dans des milieux dont la nature et la densité diffèrent, la direction des ondes lumineuses et caloriGques subit une déviation

particulière connue par les physiciens sous le nom de réfraction. Les mêmes phénomènes de réflexion et de réfraction existent pour le son, comme pour la chaleur et la lumière, et suivent à peu près les mêmes lois.

Que le son se réfléchisse, quand, se propageant dans l'air ou dans un autre milieu, il vient à rencontrer un obstacle, c'est ce dont tout le monde peut s'assurer par des observations familières. Les échos sont, en effet, des phénomènes dus à la réflexion du son. Quand on parle dans une chambre dont les dimensions sont suffisamment grandes, et dont les murs ne sont point garnis d'objets qui étouffent le son, la voix s'y trouve renforcée, et le bruit des pas ou celui qui résulte du choc de corps sonores retentit avec une très-grande intensité. Dans une salle encore plus grande, les paroles sont comme doublées, ce qui les rend souvent confuses etdifficiles à percevoir nettement. Ce renforcement des sons, dû tant à la sonorité des murailles qu'à la réflexion des sons à leur surface, est ce qu'on nomme la résonnance.

Si la distance de l'observateur à la paroi réfléchissante dépasse 20 mètres, il perçoit nettement une seconde fois chacune des syllabes qu'il prononce : c'est le phénomène àeV écho simple. Enfin, quand chaque syllabe est répétée deux ou plusieurs fois, c'est un écho multiple. On va comprendre quelle est la raison de ces divers phénomènes.

Quelque brève que soit la durée d'un son, la sensation qu'il provoque dans l'oreille de l'auditeur persiste un certain temps, environ 1/10 de seconde. Pendant ce temps, le son parcourt à peu près 34 mètres, de sorte que si la distance AO de l'observateur au mur réfléchissant [fig. 98) est moindre de 17 mètres, le soade la syllabe qu'il a prononcée a le temps d'aller et de revenir à son oreille avant que la sensation soit entièrement épuisée. Le son réfléchi se mêlera donc à celui qu'il perçoit directement ; et comme une multitude de réflexions partielles auront lieu des divers points de la salle, il en résultera un bourdonnement confus, ce que nous venons de nommer

ECHOS ET RÈSONNANGES.

Fig. 98. — Réflexion du son. PhéDomèn© de résonnance.

une résonnance. La même explication s'appliquerait évidemment au cas «le deux ou plusieurs personnes occupant la même salle et parlant soit isolément soit cnsemLile, el.la confusion ^qui en résulterait serait (1 autant plus grande que .roraleur parlerait avec plus de rapidité.

Si mainteuant la distance OA surpasse 1 7 mètresj quand le son de la syllabe prononcée revient àToreille par réflexion, la sensation est terminée, et Ton entend une répétition plus ou moins faiblie du son direct. 11 y a écho. Plus la distance sera grande, plus le nombre des syllabes ou des sons distincts ainsi répétés sera considérable. Par exemple, supposons cette distance de 180 mètres, et que, dans une seconde, lobservateur prononce quatre syllabes, les mots répondez-moi. Pour aller à la surface réfléchissante et revenir, le son met un peu plus d'une seconde ; la sensation directe est passée et Foreille entend une seconde fois et distinctement répondez-moL Voilà pour Técho simple.

L'écho multiple a lieu entre des surfaces réfléchissantes parallèles suffisamment éloignées. Dans ce cas, le son réfléchi par Tune d'elles va se réfléchir une seconde fois sur Tautre, et ainsi de suite ; mais il est clair que, par ces réflexions successives, les sons s'affaiblissent de plus en plus. Les édiflces, les rochers, les masses d'arbres, les nuages mêmes produisent le phénomène de 1 écho. On cite, parmi les plus curieux, Téchi du château de Simonetta, en Italie, qui répète jusqu'à quarante fois le mot prononcé entre les deux ailes parallèles de rédiflee. Nous trouvons dans le Cours de Physique de M. Boutet de Monvel, ce fait curieux que tous les ^isiteurs du

Panthéon peuvent vérifier. Dans un des caveaux du monument, ce il suffit au gardien qui les fait visiter de donner un coup sec sur le pan de sa redingote pour faire éclater, sous ces voûtes retentissantes, un bruit presque égal à celui d'une pièce de canon. » C'est là un phénomène de résonnance et de concentration du son.

On cite dans les ouvrages anciens et modernes un grand nombre d'échos multiples, dont les effets plus ou moins surprenants eussent demandé à être vérifiés, mais qui tous s'expliquent sans difficulté par les réflexions successives du son. Tel est celui qui existait, dit-on, au tombeau de Métella, femme de Crassus, et qui répétait jusqu'à huit fois un vers entier de \ Enéide. Addison fait mention d'un écho qui répétait cinquante-six fois le bruit d'un coup de pistolet. Il était situé, comme celui de Simonetta, en Italie. L'écho de Verdun, formé par deux grosses tours distantes de 52 mètres, répétait douze ou treize fois le même mot. La grande pyramide d'Egypte contient à son intérieur des salles souterraines précédées de longs couloirs, dont l'écho répète le son jusqu'à dix fois, ce Les vibrations, dit M. Jomard, répercutées coup sur coup, parcourent tous ces canaux à surfaces polies, frappent toutes ces parois, et arrivent lentement jusqu'à l'issue extérieure, aff^aiblies et semblables au retentissement du tonnerre quand il commence à s'éloigner. A l'intérieur, le bruit décroît régulièrement, et son extinction graduelle, au milieu du profond silence qui règne dans ces lieux, n'excite pas moins l'attention et l'intérêt de l'observateur. » Enfin Barthius parle d'un écho situé près de Coblentz sur les bords du Rhin, et qui répétait dix-sept fois la même syllabe : il avait cela de particulier qu'on entendait à peine la personne qui parlait, tandis que les répétitions produites par l'écho formaient des sons très-distincts.

Habitant, il y a quelques années, les bords de la mer sur le rivage d'Hyères, j'ai eu l'occasion d'entendre un des plus magnifiques échos dont j'aie jamais été témoin. Pendant toute une matinée, des détonations d'artillerie provenant d'un navire