CHAPITRE SIXIEME
LA SENSATION DES TONS. — LE MONOCORDE. — L OCTAVE ET SES DIVI- SIONS. — PERCEPTION DE SONS TRÈS-GRAVES ET DE SONS TRÈS-AIGUS. — l'excitation du nerf ACOUSTIQUE.
Un ton se produit chaque fois qu'un corps élastique exécute des oscillations régulières et périodiques avec une certaine rapidité et que ces vibrations sont transmises à notre oreille. Nous distinguons plusieurs particularités dans cette sensation, d'abord sa force ou son intensité, puis la hauteur du ton et enfin le timbre ou couleur du ton.
La force d'un ton dépend uniquement de l'élongation ou de l'amplitude de l'onde sonore. Si nous nous figurons une onde sonore sous la forme d'une onde à la surface de l'eau, l'élongation est représentée par la hauteur de l'onde aqueuse et la puissance et l'effet mécanique de cette onde s'accroî t évidemment avec sa hauteur. Si nous examinons les vibrations d'nne corde, nous verrons que l'intensité du ton augmentera avec la grandeur de l'élongation, pendant que le nombre des vibrations restera identiquement le même dans la seconde : plus par conséquent nous écartons la corde de sa position d'équilibre, plus le ton augmentera d'intensité, sans que sa hauteur augmente.
Il est clair d'après cela que les oscillations des corps élastiques obéissent aux mêmes lois que les oscillations du pen-
dule. Un pendule d'une longueur déterminée exécute toujours le même nombre d'oscillations par seconde, n'importe qu'elles soient longues ou courtes, entre certaines limites. Dans le premier cas la vitesse sera plus grande cjne dans le second, et il en sera de même pour une corde vibrante.
Les vibrations sonores de l'air sont longitudinales ; elles se composent de raréfactions et de condensations, et plus celles-ci sont fortes, plus le son ou le ton qui en résulte est intense luimême. Les molécules aériennes exécutent un mouvement de va-et-vient, et plus leur élongation est grande, plus elles se rapprocheront et s'éloigneront entre elles, c'est-à-dire plus la condensation et la raréfaction qu'elles produisent seront considérables. Mais l'onde sonore conservera toujours la même longueur dans l'air, longueur qui lui est communiquée par la source du son. Pendant la propagation à travers l'air, l'intensité du ton diminuera avec le carré de la distance, comme pour la lumière, parce que la force des oscillations propagées de la distance une à la distance deux, se répartit sur une surface sphérique quatre fois plus grande. Sur chaque point de cette surface l'intensité ne sera donc pas 1/2 mais (1/2)2 1/4.
La hauteur du ton dépend de la longueur de ses ondes sonores. Plus la longueur de l'onde est étendue, plus le son est grave, plus l'onde est courte, plus au contraire le son est aigu.
Prenons pour exemple une corde en vibration ; la longueur de cette corde représentera aussi là longueur de la vibration sonore. Une corde de la longueur 1 exécute par conséquent des vibrations de moitié plus courtes que celles d'une corde de la longueur 2. Mais nous savons aussi que la première fait deux fois autant d'oscillations par seconde que la deuxième, et nous percevons par conséquent deux tons de hauteur différente dont l'un est appelé l'octave plus élevée du second. Nous pouvons donc aussi dire que la hauteur du ton augmente en raison du nombre de vibrations produites dans l'unité de temps.
Examinons maintenant les ondes sonores de différents tons, dans l'air, nous pouvons admettre que pour une certaine dis-
