CHAPITRE VI

TUTÀUX SONORES.

Lorsqu'on met en vibration l'air contenu dans un tuyau à parois solides prismatiques ou cylindriques, on entend un son intense dont la hauteur dépend de la longueur du tuyau.

Embouchure de flûte.— Pour faire vibrer l'air d'un tuyau, on emploie souvent l'embouchure de flûte (fig. 23Zi): une caisse de bois qui reçoit par un tube le vent d'une soufflerie est percée à sa partie supérieure d'une fente étroite; une lame terminée en biseau, qui fait partie d'une paroi du tuyau, reçoit le courant

gazeux qui s'échappe de la fente et le brise ; le jet de l'air devient

intermittent et met en vibration la colonne d'air qui remplit le

tuyau : un son est produit.

udruche Lalroduile

L'air vihre amrin le luyna. — Prenons une membrane de baudruche collée sur un cercle de carton tenu par plusieurs fils; faisons descendre peu à peu cette membrane dans l'intérieur d'un tuyau ouvert qui vibre (fi g. 235). Nous entendons d'abord le son de la membrane qui s'ajoute à celui du tuyau ; vers le milieu de la longueur, la membrane cesse de vibrer, puis elle reprend ses mouvements quand on l'enfonce davantage ; donc, dans un tuyau ouvert, ii y a un ventre à chaque extrémité et un nœud au milieu. La distance entre les deux ventres, ou la longueur du tuyau, est égale à la longueur d'onde du son produit.

Aux ventres, la pression de l'air est nulle, tandis qu'au nœud la pression de l'air augmente et diminue périodiquement; il en résulte qu'on ne change pas le son d'un tuyau lorsqu'on l'ouvre au niveau d'un ventre, tandis que le son est modifié aussitôt qu'on pratique une ouverture à l'endroit d'un nœud.

LOI DE BERNOUtLLT. 335

l«i de Rpraoniiii. — Les nombres de vibrations des sons donnés par des tuyaute ouverts sont en raison inverse de leurs longueurs. — Pour démontrer celle loi due & D. Bernouilli, on emploie deux tuyaux ouverts dont l'un est le double de l'autre en hauteur {fig. 236); en les faisant parler, on reconnaît que le second rend un son qui est l'octave aiguë du son donne

par le premier. Il sera donc facile de construire une série de tuyaux produisant une gamme ; il suffira de choisir convenablement les longueurs qui doivent aire égales aux longueurs d'ondes des différentes notes.

L'expérience montre que la loi relative à la longueur se vérifie bien lorsque le diamètre des tuyaux est petit par rapport à leur longueur; si cette condition n'est pas satisfaite, la loi cesse d'être exacte.

Sons harmoniques d'an tuyau ouvert. — On emploie souvent dans les cours un tube de verre étroit, long d'un mètre environ, qui est muni d'une embouchure de flûte (fig. 237), Ce tuyau est placé sur un robinet fixé à la table d'une soufflerie; en faisant arriver l'air avec lenteur, on obtient d'abord un son assez grave dont la longueur d'onde est 1 mètre, et par suite le nombre

y 3/iOm de vibrations est 340 : X = -, d'où n = . On

souffle plus fort, aussitôt l'octave aiguë du son fondamental se fait entendre, c'est le premier harmonique ; puis le second harmonique, qui correspond à un nombre de vibrations triple se produit, et enfin on obtient une série d'harmoniques de plus en plus élevés. Quel est le mode de distribution des nœuds et des ventres dans ce tuyau ouvert ? Il est très-simple. Pour le

rt-r

Il I

Fig. 237.

Long tube de Terre pour la production des harmoniques.

Fig. 238.

Distribution des ventres et des nœuds dans un tuyau, suivant qu'il rend le son fondamental ou un son harmonique.

son fondamental, le plus grave, il y a un ventre à chaque extrémité et un nœud au centre du tuyau.

Pour le premier harmonique, un ventre se produit au milieu et un nœud entre ce point et chacun des ventres extrêmes;