ACOUSTIQUE

§ XXXI, — De la production du son et de sa vitesse de trarission dans l air atmosphérique.

Le sou est le résultat de certains niouvements vibratoires produits dans les corps sonores; ces vibrations sont communiquées à l’air et de l’air à l’oreille, et dans ce trajet les sons les plus distincts ou les plus susceptibles d’étre entendus sont produits par les corps qui sont assez élastiques pour admettre dans leur nature un mouvement vibratoire, et plus les mouvements sont rapides, plus les sons qu’elles produiront seront aigus; aussi une boule de terre glaise humide qui est privée d’élasticité, ne produit d’autre son, quand on la frappe, que celui qui résulte de la condensation de la petite portion d’air qui se trouve entre la boule et le marteau qui la frappe.

Le bruit des armes à feu et du tonnerre, le sifflement d’un fouet, sont produits de la même manière par. des impulsions soudaines communiquées à l’air et transmises à l’oreille par une succession de vibrations ; mais l’air ne peut être considéré comme le seul conducteur du son, puisque tous les corps élastiques le propagent aussi. Ainsi le plus léger frottement fait avec une épingle sur le bout d’une longue pièce de bois de charpente, sera parfaitement entendue en appliquant l’oreille à l’extrémiié opposée. On croit généralement que le son se propage dans l’air par une succession de vibrations concentriques semblables à celles qui se produisent sur la surface d’une pièce d’eau quand on y jette un caillou. Le corps sonore e.‘,t le centre du mouvement, et les ondulations diminuent en force à mesure qu’elles s eloignent de ce centre, jusqu’à ce qu’elles deviennent trop faibles pour affecter le nerf auditif.

Pour vous former une idée des vi!)rations sonores , disposez

une cloche de verre entre deux pointes de fer , et en les frottant à Taide d’un archet ou la choquant légèrement, vous verrez les pointes successivement frappées par la cloche. On peut concevoir cette cloche comme formée d’une infinité d’anneaiîx séparés depuis sa base jusqu’à son point culminant. Au moment où la cloche a été ébranlée par le frottement de l’archet ou le choc qu’el'e a éprouvé, chaque anneau prend une figure ovale; le grand axe de cet ovale est évidemment perpendiculaire au sens suivant lequel la percussion s’ejs.t faite. Le retour de l’anneau à sa première figure est suivi d’un nouveau mouvement, et ainsi de suite, ces vibrations se communiquent à l’air jusqu’à ce qu’ enfin la cloche reprenne l’état de repos.

La transmission du son ne se fait pas dans le vide, on le démontre en plaçant un mouvement d’horlogerie sous le récipient d’une machine pneumatique. On le fait reposer sur un coussinet en colon ; on fait le vide , et à l’aide d’une tige qu’on enfonce à volonté, on détermine le mouvement du rouage. On voit alors, sans rien entendre ,1e marteau frapper continuellement le timbre.

La vitesse du son est constante; il parcourt des espaces proportionnels aux temps; cette vitesse a d’abord été évaluée à io38 pieds par seconde. De nouvelles expériences plus exactes ont constaté que la vitesse est de 33 7,1 par seconde. Un son fort et un son faible ont la même vitesse. La direction et la force du vent ont une influence sur la vitesse du son; si elle concourt avec la direction de la propagati >n du son, elle l’augmente; si elle lui est est opposée, elle l’affaiblit; enfin dans le cas où elle lui est perpendiculaire, la vitesse du son n’en est nullement altérée.

§ XXXII. — Lois des 'vibrations des cordes. Évaluation numéro rique des sons. Sons graves et aigus.

Une corde rendue rectiligne par une tension , et écartée de sa position par une cause quelconque, y revient par une suite d’oscillations. Voici la relation que le calcul donne pour une corde tendue par un poids :

t est le temps d’une oscillation très petite; l la longueur de la corde; p son poids; g la gravité, et P le poids attaché à une de ses extrémités, et qui la niamtieût dans un état de tension ; si, à la place de /?, ou met sa valeur Itz étant la den-

sité , ou aura :

ou si N est le nombre des vibrations faites pendant Tunité de temps, on aura : ,

ri Y ttN

De cette formule résultent plusieurs conséquences remarquables, que du reste on démontre par l’expérience.

1° Le nombre de vibrations de deux cordes de même matière, de même diamètre et également tendues, sont en raison inverse des longueurs.

2° Si la matière, le diamètre et la longueur sont les mêmes éf que la tension soit différente, les nombres d’oscillations sont proportionnels aux raciues carrées des poids qui tendent les cordes.

C’est à l aide du monocorde que l’on vérifie ces lois (fig. 44),

Cet appareil consiste en une corde fixée par son extrémité A et tendue par un poids, et afin qu’une portion de poids ne soit pas employée à vaincre le frottement, ou le fait reposer sur une partie mobile B.

Pour que les expériences aient plus de précision on se sert toujours de la même corde. Veut on lui donner diverses longueurs, OD emploie un petit chevalet mobile de forme triangulaire, qn on place en tête du point de la longueur qu’on voit. Le chevalet désigné par F aune hauteur telle, qu’étant placé entre le plateau du monocorde et la corde elle même, celle-ci presse dessus et se trouve ainsi fixée en ce point.

Si le chevalet est placé au milieu de la corde, alors le nombre de vibrations faites parchaque moitié sera double, dans un temps donné, de celui que fait la corde entière , et le son rendu par chaque moitié, sera ce qu’on appelle l’octave aigu du son de la corde entière.

Si l’on place le chevalet au tiers de la corde, le son rendu

par cette portion sera plus aigu encore que le précédent et sera l’octave du son rendu par l’autre portion qui fait les — de la

corde. Ce dernier sera, ce qu’on appelle en musique, la quinte du son produit par la corde entière; en continuant de mêTne on formera les consonnances suivantes.

L’octave aigu sera deux , le son le plus bas étant l unité; c est l’intervalle entre les deux ut de la gamine ordinaire. L’intervalle

de ut à sol ou la quinte en montant, aura pour expression - ;

r » ^ IV

l’intervalle de ut à fa ou la quarte, sera représenté par Im-

tervalle de ut à mi ou la tierce majeure, le sera par -;l'inier.

' valle de mi à sol ou la tierce mineure, par -. En continuant de

même, on trouvera tous les sons musicaux représentés ainsi qu’il suit :

Sons, ut, ré, mi, fa, sol, la, si, ut.

Nombre des vibrations, i, - ,

Ces huit sons forment la gamme naturelle.

On vérifie la conséquence relative au poids de la maniéré suivante. Si cette conséquence est fondée , une corde tendue par un poids quadruple doit donner le meme son que la même corde réduite à moitié; ce qui est en eflel conforme a l expcnence.