DE L’ACOUSTIQUE ET DU SON

le mode de perception , tous nons parviennent au moyen de l'air, puisque c’est ce fluide qui remplit la cavité intérieure de notre oreille.

10. La variété des sons est infinie, et si la science est parvenue à découvrir la cause de leurs principales modifications, il en est encore plusieurs qui lui ont échappé. Ainsi, non seulement on percoit des différences entre un son grave ou aigu , fort ou faible , mais encore on juge souvent avec la plus grande exactitude la nature du corps sonore à la qualité du son qu’il produit. On distingue la voix humaine, celle de chaque animal, le son de chaque instrument ; le sifflement des vents, le murmure des eaux, toutes les sortes de bruits produits par un mouvement, un frottement, un choc quelconque, sont aussi des sons dus à la même cause, les vibrations des corps, mais qui offrent mille variétés inexplicables, et que cependant notre organe sait apprécier.

151. L'étude complète des sons doit se diviser en trois branches qui appartiennent à trois sciences distinctes. Celle qui s’occupe de la comparaison et des rapportsdessons dans le but de rechercher qu els sont les plus agréables à l’oreille, ceux qui produisent sur limagination l'effet le plus puissant, comprend l’art musical ; cette science est étrangère à notre objet, mais nous verrons les règles de la mélodie et de l’harmonie découler des rapports naturels des vibrations et de la formation des différens sons ; nous verrons que la gamme musicale paraît devoir son origine à un sentiment intime des vrais rapports des sons, rapports basés sur le nombre des vibrations du corps sonore. Une étude dépendante de l’art musical est celle de la nature, des ressources, de l’emploi des différens instrumens, ce qui n’est point de notre domaine; mais nous donnerons une idée des principes sur lesquels zeposent leur construction et leurs effets.

L'étude des organes au moyen desquels l’homme et un très grand nombre d'animaux perçoivent les sons et en produisent pourrait encore être considérée comme une dépendance de lacoustique ; mais c’est évidemment à la physiologie et à l’histoire naturelle qu’il appartient de faire connaitre la construction de ces instrumens si bien appropriés à leur but, si bornés et si simples en apparence, mais en réalité si étendus, si puissans, si parfaits, qu’on a peine à s’expliquer leur manière d'agir.

Il reste donc à la physique spéciale les recherches qui ont pour objet la formation du son par le mouvement vibrataire des corps ; elle doit ensuite étudier le mode de transmission et de propagation des sons, dans les différens milieux, selon les diverses circonstances, ainsi que la vitesse et la route qu’ils suivent quand ils rencontrent quelque obstacle ; enfin il lui appartient de comparer les différens sons, abstraction faite de la sensation qu’ils produisent , et dans leurs rapports pour ainsi dire mécaniques.

SECTION PREMIÈRE

152. Pour se faire une idée de la formation du son et reconnaître qu'il est produit par les vibrations des corps, il suffit d’observer avec attention ce qui se passe dans un corps sonore, tel qu’une corde à boyau, ou une verge métallique tendue. On verra d’abord que dès qu’on aura écarté cette corde de sa position naturelle, elle tendra à y revenir par un mouvement vibratoire, par une suite d’oscillations ; le calcul prouve que le nombre de ces oscillations doit être d'autant plus considé-

rable que la corde est plus tendue ou moins longue; eneffet, l’expérience fait d’abord remarquer dans la corde des vibrations lentes, on peut facilement les compter, mais alors aucun son appréciable à nos organes n’est produit; mais si on augmente la tension, si on diminue la longueur de la même corde, aussitôt le nombre des vibrations augmente , on les aperçoit encore , mais sans pouvoir les compter, le son se forme; et si lon fait varier successivement la longueur ou la tension de cette corde, on pourra lui faire produire tous les sons depuis le plus grave jusqu’au plus aigu.

153. Tous les corps sont poreux et impénétrables, tous sont plus ou moins élastiques, tous peuvent donc produire et transmettre des sons; mais ils jouissent de cette propriété à des degrés différens, et il en résulte, soit dans l'intensité, soit dans la qualité des sons, des variétés infinies. Mais quel que soit l’état du corps, c’est toujours parce qu'il exerce des vibrations qu’il devient sonore ; on conçoit que sa forme, sa composition, sa densité et plusieurs autres qualités semblables, influent nécessairement sur les oscillations que font ces molécules; on ne devra donc pas s’étonner de rencontrer tant de diversité dans les sons produits, d’en entendre de confus, de sourds, d’agréables, de discordans, etc., etc. Un effet compliqué ne peut donner un résultat simple.

1 54. L’air est de tous les corps celui qui mérite le plus de fixer l’attention sous le rapport de la sonorité. D’abord comme étant l’enveloppe presque universelle des corps, et surtout de l’organe au moyen duquel nous percevons les sons, 1l en est pour nous le principe propagateur ; sans lui, la plupart nous seraient inconnus. En second lieu , par son homogénéité , air jouit de l’avantage de produire des sons constamment comparables, et

de transmettre ceux que d’autres corps ont produits, sans leur faire subir la moindre altération; c’est un fidèle interprète qui, s’interposant entre notre oreille et les corps sonores, nous traduit exactement, et dans le plus grand détail, Pexpression de leur langage , c’est-à-dire tous leurs mouvemens les plus compliqués,

155. Quoi qu’en aient dit quelques savans, l’air est le véhicule ordinaire du son, et il est inutile de confier cette charge à un fluide particulier. L’explication satisfaisante de tous les phénomènes, des expériences décisives ne permettent plus de douter que ce ne soit Pair qui, en se mettant en rapport, en prenant l'unisson des vibrations des autres corps, nous rapporte la sensation des sons qu’ils produisent. Une de ces expériences les plus démonstratives est celle par laquelle on voit que le son ne peut se produire dans le vide; en effet, si l’on suspend sous la cloche de la machine pneumatique un timbre ou une sonnette, en vain on les verra battre et s’agiter, aucun son ne sera produit; mais dès que la plus petite quantité d’air y rentrera, un son d’abord très faible sera produit, et il augmentera à mesure que lair deviendra plus dense. De plus, des expériences toutes récentes de M. Savart ont prouvé que l’air, toutes les fois qu’il devient sonore, prend des mouvemens entièrement comparables à ceux des cordes vibrantes, et l’on sait que, pour ces dernières, les sons produits et les vibrations exécutées ont été soumis à l’examen sévère du calcul.

156. Si l'air est pour nous le véhicule ordinaire des sons, il n’en est point le seul générateur , le seul propagateur, ainsi qu’on l’a pensé pendant long-temps. Il est reconnu maintenant que tous les corps solides, liquides et gazeux sont susceptibles de produire et de transmettre les sons; et d’abord, pour ces derniers, les recherches des

physiciens ont fait voir qu’à densité égale, les gaz et les vapeurs transmettent les sons absolument de la même manière que l'air. Quant aux liquides, on sait qu'ils propagent le son avec beaucoup plus d'intensité et de vitesse que les gaz. Lorsqu'on est plongé sous l’eau, on entend non seulement les bruits extérieurs avec beaucoup de force, mais aussi ceux qui se produisent daus le liquide ; enfin, on sait qu’on peut habituer les poissons d’un étang à s’assembler au son d'une cloche. On sait également que les solides transmettent les sons avec beaucoup de netteté et de promptitude ; mais le mode de transmission parait être influencé d’une manière puissante par leur contexture. Qui ne connaît cette expérience, que le choc d’une tête d’épingle s'entend distinctement d’un bout à l’autre d’une poutre très longue, et ne se transmet point dans le sens transversal ? Mais M. Biot, dans des tuyaux de conduite qui avaient plus de 900 mètres de longueur, ne s’est pas contenté de constater que la fonte transmet le son , en observant qu'il en entendait deux séparément , l'un transmis par les tuyaux, l’autre par l'air qui y était contenu , mais 1l a aussi mesuré sa vitesse de transmission dans ce métal, et constaté qu’elle était infiniment plus rapide que dans l'air. Ainsi, on doit conclure de tous ces faits que la densité, si elle n’est pas la seule cause des variations qu’on remarque dans la vitesse de propagation des sons, en est du moins la plus influente.

197. Dans la plupart des expériences qui ont pour but la détermination des phénomènes du son, on les produit en faisant vibrer un corps s0lide, lequel transmet son mouvement aux couches d’air environnantes, et donne naissance à des ondes sonores qui se propagent circulairement de proche en proche et dans tous les sens. Les

cordes ou les verges élastiques sont les substances

les plus propres à ce genre de recherches, et on s’y livre ordinairement au moyen d’un instrument nommé sonomètre ou monocorde, fig. 49. C’est une caisse de bois soutenant une corde à boyau ou une corde métallique qu’on peut tendre au moyen d’un poids placé à une des extrémités, ou diminuer de longueur, au moyen d’un chevalet C. 158. En examinant les phénomènes que présente cette corde lorsqu'on l’écarte de sa position naturelle, on reconnaît d’abord qu’elle exécute une série d’oscillations isochrones, c’est-à-dire d’une durée égale, quelle que soit leur amplitude, tant que la longueur et la tension de la corde demeurent les mêmes. Ensuite, en comptant le nombre des oscillations, on remarque que le premier son appréciable est produit par un corps faisant 32 vibrations par seconde : en augmentant successivement la tension de la corde, ou en diminuant sa longueur , on voit que le nombre des vibrations augmente dans la même proportion, et qu’alors les sons deviennent de plus en plus aigus ; mais il y a cela de remarquable qu’un nombre de vibrations double donne un son entièrement analogue, et présentant le plus parfait accord avec le premier : c’est ce qu’en musique on appelle l’octave. De plus, on obtient un nombre de vibrations double en partageant la corde en deux parties, ou la tendant par un poids quadruple. Nous supposons toujours la corde d’égal diamètre, car cette considération influe aussi sur le son, qui est d’autant plus grave que la corde est plus grosse ; ainsi on voit que si une corde d’une longueur et d’un diamètre déterminés , sous une certaine tension, produit un son que nous pourrons, d’après l’usage musical , appeler ut, la même corde, diminuée de moitié, fera un nombre double de vibrations, lesquelles donneront naïssance à un son concordant qui sera l’octave supérieure. Si nous partageons de: