CORPS GAZEUX

Constructions des corps gazeux et phénomènes qui en résultent. Dans les corps gazeux, les molécules sont placées à une distance telle qu’elles ne sont plus en équilibre, et que la force élastique de la chaleur a vaincu l’attraction réciproque des molécules, de sorte qu’elles peuvent se mouvoir les unes autour des autres avec une extrême facPiité.

De Pair, L’air est ce fluide dans lequel nous sommes continuellement plongés, et qui est nécessaire à l’existance de tous les animaux terrestres. Sa masse entière,qui enveloppe toute la surface du globe terrestre jusqu’à la hauteur d’environ 16 lieues, porte le nom d’atmosphère. L’atmosphère tourne avec la terre ; car autrement, l’air en repos nous ferait éprouver une résistance égale au choc qui aurait lieu si la terre était immobile et si l’atmosphère avec un mouvement égal et opposé ; il y aurait alors un courant d’air continuel dont la vitesse à l’équateur serait d’environ 15190 pieds et 7 pouces par seconde, tandisque dans les ouragans les plus violents qui déracinent les arbres et renversent les édifices, la vitesse du vent n’est que d’environ 147 pieds et 7 pouces par seconde.

La résistance que l’air et les autres gaz, que l’on appelle aussi fluides élastiques, opposent au mouvement, et la faculté qu’ils ont de le communiquer, sont des preuves incontestables de leur pesenteur. Pour déterminer la pesanteur spécifique de l’air on prend (fig : 28.) un ballon de verre A, d’une capacité connue, garni d’une virole àrabinet B ; on pèse le ballon plain d’air ; ensuite, au moyen de la machine pneumatique que nous expliquerons plus tard, on enlève l’air qu’il

contient ; on pèse de nouveau le ballon, et on trouve qu’il a diminué de poids. Comme on connaît la capacité du ballon, on connaîtra facilement le poids du volume d’eau qu’il peut contenir; en divisant ce poids par celui de la différence du ballon pesé plein d’air et ensuite vide, différence qui est évidemment égale au poids du volume d’air que le ballon contient, on trouve que l’air est 720 fois moins dense que l’eau. Pour déterminer la densité des autres gaz, on est convenu de la rapporter à celle de l’air atmosphérique sous la pression de 28 pouces, et à la température de la glace fondante. On a pris un gaz pour terme de comparaison, afin que les densités ne soient pas exprimées par des fractions trop petites ; on a pris l’air, parce que ce gaz est de même nature sur toute la surface de la terre et dans toutes les saisons ; enfin l’on prend une pression et une température constantes, parceque la densité des gaz varie avec ces deux éléments. Pour déterminer la pesanteur spécifique d’un gaz, on pèse un ballon, (fig : 29 ) on enlève l’air qui y est contenu comme dans l’expérience précédente ; on fait rentrer l’air ensuite à travers un tube de verre plein de chlorure de chaux, afin de le dessécher; on répète plusieurs fois cette opération, pour enlever entièrement l’humidité qui se trouve dans le ballon. Après quoi on pèse le ballon tour-à-tour plein d’air, sec et vide, et la différence des deux poids donne celui de l’air. Ensuite on fait le vide de nouveau, toujours en opérant de la même manière, pour désécher l’intérieur du vase. La différence de poids du ballon pesé vide et plein d’air, donne évidemment celui du gaz; maintenant en divisant le poids de ce gaz, contenu dans le ballon par celui de l’air contenu dans le même ballon, on aura la pesanteur spécifique du gaz.

Tableau de la densité des principaux gaz.

Air

atmosphérique,

Gaz Azote,

Gaz hydriodique.

hydrogène.

fluosilicique.

Vapeur d’eau,

“ d’alcool.

acide carbonique.

oxigène,

Uair est compressible. C’est ce que l’on prouve en pressant une vessie pleine d’air ; ce fluide communique dans tous les sens la pression qu’il reçoit. On prouve que les gaz comme les liquides, communiquent dans tous les sens la pression qu’ils reçoivent en un point quelconque de leur surface. AB (fig : 30.) est un cylindre dans lequel se meut un piston ; m est un réservoir plein d’air, communiquant avec la partie inférieure du corps de pompe, et dont la paroi est percée d’un grand nombre de petits orifices qui reçoivent des tubes recourbés contenant un même liquide. Si ensuite vous faites descendre le piston, l’air comprimé établit dans tous les tubes la même différence de niveau.

Lorsque l’air est renfermé dans un vase ouvert, il conserve constamment son volume, parce que l’air extérieur, dont la densité est égale à la sienne, possède une force élastique qui est égale à sa force d’expension, et qui la détruit ; mais si le vase était fermé, et que ses parois fussent capables de résister à la pression de l’air extérieur, en

augmentant la capacité du vase, l’air intérieur se délaterait, et occuperait toujours la totalité de l’espace ; en même temps sa force élastique décroîtrait, et le vase serait plus comprimé par l’air extérieur que par l’air intérieur. De sorte que, si une portion de la paroi se trouvait mobile, après la dilatation de l’air intérieur, cette portion serait refoulée vers l’intérieur, avec une force d'autant plus grande, que le fluide intérieur serait plus dilaté. Cette pression, exercée par l’air et Jes autres gaz sur les parois des vases qui les contiennent, porte le nom de force élastique on de tension.

La condition d’équilibre pour les gaz est que leurs densités, et parconséquent, que leur force élastique soient les mêmes dans une couche horizontale, et que les fluides les plus denses soient les plus bas, lorsqu’il y a différents gaz. Comme les gaz sont extrêmement compressibles, leur densité doit nécessairement augmenter avec le poids de la masse qui pèse sur eux j voilà pourquoi, dans l’atmosphère, la densité décroît à partir de la surface de la terre jusqu’au sommet de la colonne atmosphérique, parce que, à mesure qu’on s’élève, l’air a une moindre masse à supporter.

La pression que l’atmosphère exerce sur nous est très-considérable j on parvient à la mesurer au moyen d’un instrument nommé baromètre. On prend un tube de verre, (fig: 31.) fermé à une de ses extrémités, on le remplit de mercure, puis on le bouche avec le doigt, et on le renverse dans une cuvette pleine de mercure. Si la colonne de mercure ’ dans le tube a plus de 28 pouces, elle descendra jusqu’à 28 pouces. Si l’on prend un tube d’une grande longueur, et qu’au lieu de le remplir de mercure, on le remplisse d’eau, la colonne se maintient à environ 32 pieds. Si c’est de l’acide sulfurique, le liquide demeure suspendu à une hauteur d’environ 16 pieds. En 1646, Pascal fit une semblable expérience à Eouen : le tube avait 46 pieds de longueur j il le remplit de*vin, et le ferma avec un bouchon ; le tube fut alors relevé à l’aide de cordes et de poulies. L’extrémité du tube qui avait été fermée, étant plongée dans l’eau, et le bouchon étant enlevé, le liquide s’abaissa dans le tube, et il se soutint à la hauteur d’environ 32 pieds. Quelles que soient la forme, les dimensions ou l’inclinaison des tubes, la hauteur verticale est toujours la même pour un même liquide.

Les liquides s’élèvent d’autant moins qu’ils sont plus denses, etle^f élévation est en raison inverse de leur densité. Ainsi le mercu're qui est environ treize fois et demie plus pesant que l’air, s’élèvera environ treize fois et demie moins ; car, en multipliant 28 pouces, qui est la hauteur à laquelle s’élève le mercure dans le tube, par 13,56, qui est la pesanteur spécifique du mercure, on aura 32 pieds, qui est en effet la hauteur à laquelle s’élève l’eau par la pression de l’air.

L’expérience a été faite pour la première fois par Toricelli, et l’appareil que nous venons de décrire porte le nom de tube de Toricelli. C’est donc Toricelli qui a inventé le baromètre. Pascal pour prouver plus invinciblement que c’est la pression extérieure de l’air qui fait monter les liquides dans les tubes, fit monter un de ses amis sur le sommet de Puy-le-Dome, avec un tube de Toricelli. Comme la pression de l’air doit êire moins grande à mesure qu’on s’élève, le liquide doit baisser dans la même proportion. Il arriva en effet ce que Pascal avait prévu.

C’est à la pression de l’air qu’est due l’élévation du liquide dans un tube, à l’extrémité duquel on aspire. En aspirant, l’air intérieur se dilate et devient moins dense ; alors il n’est plus en équilibre avec l’air extérieur, il ne le sera que lorsque le liquide, montant par la pression ' extérieure de l’atmosphère, l’aura assez comprimé. Pour obtenir un bon baromètre, il faut lo. que le mercure soit très-pur, parce que sa densité s’altère avec sa pureté, et, pour qu’il n’adhère pas aux parois du verre, et qu’il puisse se mouvoir librement ; 2o. que l’appareil soit disposé de manière que l’on puisse mesurer, à chaque instant, la hauteur de la colonne intérieure au-dessus du niveau extérieur; 3o. que le tube et le mercure soient privés d’air et d’eau, et que le vide soit parfait au-dessus de la colonne barométrique, parceque la vapeur d’eau et Pair qui y seraient ou qui s’y rendraient, par leur force élastique, feraient baisser la colonne. Pour cela, on commence par chauffer le tube, et on y introduit du mercure jusqu’au tiers de sa longueur environ. On le fait bouillir, et l’air et la vapeur d’eau dilatée se dégagent facilement; on continue la même opération jusqu’à ce que le tube soit plein.

La hauteur moyenne du baromètre, au niveau de la mer, est d’environ 28 pouces ; mais elle diminue à mesure qu’on s’élève. Sausure, sur le sommet du Mont-St-Bernard, vit descendre la colonne jusqu’à la hauteur de 21 pouces; et lorsque Mr. Gay-Lusac fut parvenu, dans un ballon, à sa plus haute élévation, la colonne baissa jusqu’à un peu plus de 11 pouces et 3 quarts. Sous la pression de 28 pouces, en supposant que la base de la co'onne de mercure fût un centimètre carré, son poids 2 onces et 1 dragme, multiplié par 13,568, densité du mercure, donnera 1 livre et 12 onces. En supposant que la surface d’un homme soit d’environ 4 pieds et 11 pouces carrés, on trouvera qu’il supporte un poids de 300 quintaux ordinair.iS. Cette énorme pression, qui écraserait l’homme, est contrebalancée par les fluides qui sont dans l’intérieur des corps ; de même une simple feuille de papier, qui recouvre un vase, demeure stable, sans se déchirer, parce que l’air intérieur tait équilibre à l’air extérieur.

Les usages du baromètre sont très-rnulti pliés ; on s’en sert le plus ordinairement pour prévoiries changements qui doivent arriver dans l’atmosphère, et pour mesurer les hauteurs des montagnes. Mais pour ce dernier cas, l’abaissement de lo colonne, à mesure que l’on s’élève, suit des lois qui exigent, pour les comprendre, une certaine connaissance de la mécanique.

Sur les hautes montagnes et dans les ascensions aérostatiques, le voyageur se trouvant dans un air plus raréfié, respire avec fdus de difficulté ; s’il continue à s’élever, les liquides contenus dans le corps tendent à s’échapper, et même des petites vaines se rompent ; au contraire, si vous rendez l’air très-dense, ce qui arrive lorsque qu’un homme descend au fond de l’eau sous une cloche, il viendra un temps que l’air, qui l’environne, pressera tellement le corps qne les fluides intérieurs ne pouvant plus tenir l’équilibre, s’échapperont, et le sang sortira par tous les organes

Loi de Mariotte, Les volumes des gaz sont en raison inverse des pressions qu’ils éprouvent, c’est-à-dire, que le volume d’un gaz de-

vient 2, 3, 4 fois plus petit, si la pression, qu’on lui fait éprouver, devient 2, 3, 4 fois plus grande. C’est Mariotte qui, le premier, a trouvé cette loi, et c’est pour cela qu’elle porte le nom de loi de M ariotte’, elle a depuis été confirmée par une multitude d’expériences.

Il faut cependant que les gaz que l’on considère soient exempts d’humidité, et que l’on fasse les expériences à la même température, ou que du moins l’on tienne compte des variations de chaleur, puisque leur volume varie avec la température. Pour dessécher le gaz que l’on veut soumettre à l’expérience, on le fait passer à travers un tube qui contient du chlorure de calcium calciné, ou toute autre matière déliquescente.

Sérostats, Les ballons ou aérostats sont des corps qui s’élèvent dans l’air par leur légèreté spécifique. Ce fut Mongolfier qui, en 1782, construisit le premier ballon ; il était recouvert d’une enveloppe de papier, et rempli d’air dilaté par la chaleur. Mais ce fut Mr, Charles qui fit la première ascension dans les régions de l’air ; il avait substitué le gaz hydrogène à l’air delaté par la chaleur, pour avoir une force ascensionnelle plus grande, (ce gaz étant environ 13 fois plus léger que l’air,) et aussi pour éviter l’inconvenient et les dangers d’un foyer continuel de chaleur ; il avait remplacé l’enveloppe de papier par une enveloppe de taffetas enduite de gomme élastique, afin d’avoir une enveloppe qui ne fût pas altérée par l’humidité de l’air, et qui pût résister à la dilatation du gaz intérieur.

Les ballons, dont on se sert pour s’élever dans l’atmosphère, sont à peu près sphériques, (fig : 32.). L’enveloppe est formée de faiseaux cousus, qui sont recouverts d’un vernis de gomme élastique ou d’huile de lin lilhargirée. Au-dessus du ballon est une soupape à ressort, que l’on ouvre au moyen d’une corde qui traverse le ballon ; le ballon est recouvert d’un filet, dont les fils se réunissent par groupes à son équafeiir, et descendent pour soutenir une nacelle en osier. On ne doit jamais fermer le ballon ; on le laisse ouvert à sa partie inférieure ; on ne le gonfle jamais entièrement, parceque la dilatation du gaz intérieur, quand il arriverait dans les hautes régions de l’air, le briserait infailliblement. Quand on veut monter, on jette du sable dont on a chargé la nacelle, et quand on veut descendre on ouvre la soupape. La nacelle est garnie d’une ancre attachée à une corde. Celui, qui jusqu’à nos jours s’est élevé le plus haut dans l’atmosphère, est Mr. Gay-Lusac. Il monta à la hauteur de 24000 pieds environ.

Machine pneumatique. La machine pneumatique est destinée à faire le vide ; elle se compose de deux corps de pompe (fig : 33 et 34.) : les tiges des pistons sont garnies de deux crémaillères qui se meuvent au moyen d’une roue dentée, et cette dernière est mue par un levier AB. Les soupapes d’aspération sont fermées par des cônes garnis de cuir qui descendent dans des cavités de même forme ; ces soupapes sont fixées à des tiges qui passent à frottement dur à travers les pistons. Les pistons, en s’élevant, entraînent les soupapes à une petite hauteur, et les replacent en s’abaissant. Quant aux soupapes des pistons, elles sont également coniques, et retenues par un ressort en spirale. Les deux corps de pompe communiquent ensemble, par un même canal, avec un orifice o, percé au centre d’un plateau de verre dépoli ;

c’est sur ce piateaii que l’on pose les cloches qui servent de réservoir ; leurs bords bien dressés et enduits de suif, s’appliquent exactement sur le plateau. L’extrémité du canal, qui se termine par l’orifice e, est taraudée ; c’est sur cette vis que l’on adopte les ballons à robinets, d’où l’on veut enlever l’air. Le canal intérieur communique avec une cloche PQ, renfermant un baromètre tronqué. Enfin, deux robinets sont destinés, le premier, à laisser entrer l’air dans l’appareil, et à intercepter ou à établir la communication entre le réservoir et les corps de pompe, et le second, à faire communiquer la cloche PQ avec le grand réservoir. La clef du robinet R est percée d’un canal qui la traverse perpendiculairement, et d’un canal tjz qui vient s’ouvrir dans l’air sur le bout de la clef. L’ouverture y de ce canal est fermée par un bouchon. Quand la machine doit tenir le vide, on tourne l’ouverture latérale y vers les corps de pompe, et pour rendre l’air, on la tourne vers la cloche, et on enlève le bouchon.

Les soupapes d’aspiration sont coniques, afin qu’elles puissent se fermer plus exactement ; elles sont soulevées p^m les pistons, afin que la communication du réservoir avec les corps de pompe puisse s’établir, quelle que soit la force élastique de l’air renfermé dans le premier. Le robinet R remplit deux fonctions différentes ; la dernière est nécessaire pour conserver le vide, car c’est principalement par les corps de pompe que l’appareil peut prendre. Cependant avec les meilleurs machines on n’obtient jamais un vide parfait. Lorsque l’on fait le vide sous une cloche posée sur le plateau de la machine pneumatique, elle y adhère avec une force telle que, si les parois de la cloche n’étaient pas suffisament épaisses, elle serait brisée. Cette adhérence est causée par la pression de l’air extérieur, qui n’est plus équilibré par l’air intérieur, puisqu’il n’y en a plus.

Machine de compression» La machine de compression est formée d’un vase de verre C, (fig : 35.) très-épais et d’une forme quelconque, qui sert a recevoir les gaz que l’on veut comprimer. Le vase est recouvert à sa partie supérieure par une forte pièce de bois DD, qui se serre au moyen d’une vis, et il communique à sa partie inférieure avec une pompe foulante, par le moyen d’un canal gh^ à l’extrémité duquel elle est visée. Lorsqu’on fera descendre le piston, l’air du corps de pompe se condensera, la soupape d’aspiration n du piston se fermera, tandisque la soupape m s’ouvrira, et l’air du corps de pompe pénétrera dans le réservoir. Il est clair qu’à chaque coup de piston, on introduira dans le ballon le même volume d’air, et que si la résistance du vase est suffisante, on pourra augmenter indéfiniment la densité et la force élastique de l’air qu’il contient.

Pompes, On distingue trois espèces de pompes^ les pompes aspirantes, les pompes foulantes, et les pompes aspirantes et foulantes.

La pompe aspirante, (fig: 36.) se compose d’un tuyau vertical d’aspiration BC, dont l’extrémité inférieure plonge dans le liquide ; d’un piston P, et de deux soupapes rn et n qui s’ouvrent de bas en haut. La soupape inférieure, que l’on appelle soupape d’aspiration, est toujours placée à l’endroit où se joignent le corps de pompe et le tuyau d’aspiration, et la soupape supérieure e.-t située au-dessus du piston. Lorsqu’on baisse le piston, l’air, comprimé entre le piston et

la soupape ?ïj lève la soupape»?, et s’échappe dans l’atmosphère. Ensuite on élève le piston, la soupape îu se ferme, et l’air contenu dans le tuyau d’aspiration, n’étant plus équilibré par celui du corps de pompe, soulève la soupape n pour passer dans le corps de pompe, et de là dans l’atmosphère, quand on rebaisse le piston. A mesure que l’on donne des coups de piston, l’air se raréfie de plus en plus dans le tuyau d’aspiration et dans le corps de pompe, et le fluide intérieur ne fesant plus équilibre à la pression de l’air extérieur, il est évident que le liquide doit monter. Mais la pompe aspirante ne doit jamais avoir plus de 32 pieds au-dessus du niveau du liquide, puisque c’est la pression moyenne de l’atmosphère ; ordinairement on ne lui donne que 28 à 29 pieds de hauteur, parce qu’on ne peut jamais obtenir un vide parfait dans l’appareil.

Dans la pompe foulante^ le piston ne renferme pas de soupape, et sa partie inférieure plonge dans le liquide ; le tuyau d’aspiration fait partie du corps de pompe, et il se termine par une plaque de métal percée d’un grand nombre de petits trous. Un tuyau latéral, que l’on appelle tuyau d’aspiration ; prend origine à l’extrémité inférieure de la course du piston. Ce tuyau est muni d’une soupape d qui permet au liquide de monter quand le piston le presse, mais qui se referme et l’empêche de descendre quand le piston monte. Lorsque le piston monte, leliquidepar la pression de l’atmosphère, monte avec lui j mais quand il baisse, le liquide est refoulé dans le tuyau d’ascension, en partie, et en partie par les petits bous de la plaque métallique. Il est clair, qu’au moyen de cette pompe, on peut élever l’eau indéfiniment, pourvu qu’on applique au piston une force suffisante ; car plus la colonne d’eau est élevée dans le tube d’ascension, plus il faut appliquer au piston de force pour vaincre sa pression.

Dans la pompe aspirante et foulante le piston est sans soupape, et il y'a un tuyau d’ascension, comme dans la pompe- foulante ; mais elle diffère de cette dernière en ce qu’elle a un tuyau et une soupape d’aspiration comme la pompe aspirante. Lorsqu’on élève le piston, l’air se dilate dans le corps de pompe, alors la soupape d’aspiration se lève pour donner passage au liquide ; lorsqu’on descend le piston, cette soupape se referme, et le liquide est forcé de refouler dans le tuyau d’aspiration, où, comme dans la pompe foulante, on peut l’élever indéfiniment.

Siphon, Le siphon (fig : 37.) est un tube d’une substance quelconque, recourbé de manière qu’une des branches soit un peu plus longue que l’autre, et destiné à transvider les liquides des vases dans d’autres. La branche la plus courte doit toujours être plongée dans le liquide que l’on veut extraire. Pour produire l’écoulement dans le siphon, on aspire à l’extrémité extérieure ; mais il faut prendre garde que le liquide ne monte à la gorge. Voici la raison pour laquelle l’écoulement est constant quand on l’a produit une fois. L’atmosphère presse la surface du liquide et le fait monter dans le tube ; mais l’atmosphère produit une pression égale à l’autre extrémité du tube, qui empêche le liquide de redescendre j les deux pressions atmosphériques se feront donc équilibre. Maintenant, si vous remplissez le siphon, la colonne extérieure étant plus longue, le liquide ten-

dra a en sortir avec une force égale à la différence des deux colonnes, cette différence étant toute la pression pour déranger l’équilibre entre les deux atmosphères ; l’équilibre étant rompu, le liquide coule facilement jusqu’au moment ou il est de niveau dans le vase avec l’extrémité extérieure du siphon.

Emploi des gaz comme moteurs. Les machines qui sont mues par lèvent sont de deux espèces; lo. celles qui reçoivent un mouvement de translation rectitique, telles sont les voiles des navires ; 2o, celles qui ne changent pas de lieu et qui reçoivent du vent un mouvement alternatif de rotation ; tels sont les moulins à vent. Mais, comme la puissance motrice qui met ces derniers en mouvement, n’est jamais régulière, et qu’elle devient souvent nulle, comme dans un temps de calme, on ne les emploie que dans les lieux où il ne peut pas y avoir de moulins à eau.

l’air cojssidérê comme véhicule du son.

Production et propagation du son. On sait que, quand les parties d’un corps élastique ont été dérangées de leur position d’équilibre, elles tendent à y revenicen fesant plusieurs oscillations autour du point d’ébranlement, le dépassant en deçà et en delà pendant un certain temps, et finissant par s’anéantir. Quand ces vibrations sont très-petites, elles sont isacrones, c’est-à-dire, d’égale durée. Loi'squ’un corps éprouve ainsi un mouvement de vibration, ces vibrations se transmettent à l’air, qui est aussi un corps extrêmement élastique, y produisent des condensations et des dilatations, qui ont lieu d’abord auprès du corps vibrant et qui se'communiquent de proche en proche aux couches plus éloignées jusqu’à ce qu’enfin elles viennent frapper l’organe de l’ouie ; c’est cette impression produite sur l’organe de l’ouie que l’on distingue sous le nom de son.

Les sons proviennent donc des corps élastiques, puisqu’il n’y a que les corps élastiques qui soient sonores, et que tous les corps élastiques le sont suivant leur plus on moins grand degré d’élasticité. Mais les corps élastiques ne produisent des sons que quand leurs différentes parties éprouvent des mouvements ou des dérangements relativement les uns aux autres; car, si toute la masse du corps éprouvait un dérangement de translation, sans que ses différentes parties se dérangeassent de leurs positions de repos les unes par rapport aux autres, il ne se produirait pas de son. On peut facilement prouver que les mouvements qui produisent les sons sont oscillatoires, en fesant vibrer une corde bien tendue et fixée aux deux extrémités: les oscillations sont très-sensibles. Quant aux corps où les vibrations ne sont pas apparentes, on peut facilement les constater ; si c’est une cloche, par exemple, en la touchant légèrement d’une pointe aiguë. Si vous produisez un son dans un instrument à vent, vous le sentez vibrer entre vos doigts. Si vous produisez un son continu avec la bouche et que vous approchiez vos dents les unes des autres, elles éprouvent un nombre de battements successifs, qui croissent en intensité à mesure qu’on augmente la force du son, et qui sont plus rapides à mesure que les sons deviennent plus aigus. Lorsque vous parlez, vous éprouvez le même effet en vous mettant la main sur la poitrine.

C’est par l’air ou par les autres corps pondérables que le son se transmet à l’organe de l’ouïe J car, si l’on produit un son dans un espace vide d’air ou de vapeurs, il ne parvient pas jusqu’à notre oreille. Voici comment on le prouve ; on met sous le récipient de la machine pneumatique un mouvement d’horlogerie qui repose sur un coussin de laine ou de plume, afin que le son ne se communique pas à la partie inférieure de l’appareil, et de là à l’air extérieur. Si l’on met ensuite la machine en mouvement, au moyen d’une tige qui pénètre à frottement dur à la partie supérieure du récipient, à mesure que l’on fait le vide le son diminue d’intensité, et il finira par s’anéantir, lors même que l’on verra le marteau frapper sur le timbre. Mais le son redeviendra sensible et augmentera d’intensité à mesure que l’on fera rentrer l’air dans le récipient. On prouve de la même manière la propagation du son à travers les autres gaz et les vapeurs, en les introduisant successivement sous le récipient de la machine pneumatique, et en y mettant en mouvement la sonnerie.

Les liquides et les solides jouissent aussi de cette propriété de transmettre le son. Franklin a entendu sous l’eau, à une demi-lieue de distance, le bruit de deux cailloux frappés i’un contre l’autre. Si, à l’extrémité d’une longue poutre, d’un plançon, par exemple, quelqu’un touche le bois avec la pointe d’une épingle, en plaçant votre oreille à l’autre extrémité vous entendrez facilement le son, lorsqu’il est impossible qu’il parvienne à votre organe par l’entremise de l’air. C’est ainsi que pendant le siège de Québec, en mettant l’oreille contre terre, les habitants de Varennes entendaient le bruit du canon, à plus de 50 lieues de distance.

Nous avons dit que ce sont les oscillations des corps élastiques qui produisent les sons ; que les oscillations ne sont isocrones que quand elles sont très-petites, et que leurs amplitudes, diminuant graduellement, finissaient par s’anéantir après un certain temps; mais l’isocronisme et la persistance ou continuité des oscillations sont des conditions indispensables pour qu’on puisse obtenir un son musical ; et lorsque ces deux conditions ne sont pas remplies, l’organe éprouve une sensation pins ou moins brève, plus ou moins pénible, qui porte le nom de bruit. C’est ce qui a lieu lorsqu’il n’y a qu’une partie des molécules du corps qui soit mise en vibration par le choc d’un corps brusque. Comme il n’y a qu’une partie du corps qui vibre, le reste de la masse qui est en repos absorbe le mouvement, et les vibrations s’éteignent promptement.

Mode de propagation du son dans Pair. Pour bien comprendre le mode de propagation du son dans l’air, et par analogie dans les autres fluides, il n’y a qu’à examiner un ébranlement instantané produit par une arme à feu. Les molécules les plus voisines du centre d’ébranlement seront chassées et poussées avec violence sur celles qui les avoisinent ; mais, comme l’air est éminament élastique, il s’est condensé du côté où il a été poussé ; et comme il a éprouvé une résistance pour mettre les couches voisines en mouvement, il s’en suit qu’il s’est aussi comprimé de ce côté. Les couches comprimées reprendront, en vertu de leur élasticité, leur densité et leur volume primitifs ; en se dilatant en deux sens elles feront éprouver aux molécules voisines

une double compression causée par leur dilatation et par l’obstacle à se mouvoir des molécules plus éloignées: ainsi de suite jusqu’à ce qu’elles viennent à s’éteindre par l’opposition continuelle de l’air à se mettre en mouvement. Il y aura donc continuellement une onde condensée et une onde dilatée, et chaque onde pourra être considérée comme un centre d’ébranlement, un centre de dilatation et de condensation ; de sorte donc que toutes les molécules, qui avaient été subitement comprimées, se dilatent de tous côtés par l’effet de leur élasticité naturelle, et repoussent de toutes parts les obstacles qui s’opposent à ce mouvement. Mais, si les battements du corps vibrant sont rapides, les condensations et les dilatations des molécules aériennes se succédant avec une grande vitesse, les ondes sonores n’ont pas le temps de prendre toute l’extension que tendrait à leur faire prendre leur élasticité ; car le mouvement produit par les vibrations n’est pas instantané, il dure un certain temps, qui sera d’autant plus court que les vibrations se succéderont avec plus de rapidité. Avant donc qu’elles puissent prendre toute leur extension, elles seront comprimées de nouveau, et cela avec d’autant plus de vitesse que les battements du corps vibrant seront plus rapides. Les ondes sonores, dans certains cas, seront donc plus courtes que dans d’autres : c’est ce qui arrive en effet, et en ceia Pexpérience est parfaitement d’accord avec la théorie. Ce sont ces ondes plus ou moins courtes, et parconséquent, plus ou moins rapides, qui produisent des sons plus ou moins aigus, comme nous allons bientôt le voir. Mais, comme un corps élastique se dilate avec d’autant plus de force qu'il est plus condensé, lorsqu’on l’a laissé à lui-même, il s’en suit qu’aux dernières limites de la condensation les ondes sonores tendent à se dilater avec plus de force et de rapidité, et que leur force et leur vitesse vont décroissantes jusqu’aux dernières limites de la dilatation. D’ailleurs une onde sonore, en se dilatant, comprime et condense celle qui la suit, par conséquent, la condensation de cette dernière lui donne une élasticité de plus en plus grande, qui s’oppose à la dilatation de la première, et qui va toujours croissante pendant que l’élasticité de cette première diminue dans le même rapport. Ainsi il y aura en même temps une onde comprimée et une onde dilatée, et la plus grande force de dilatation devra se trouver au centre de chaque onde ; de sorte que la vitesse des vibrations diminuera d’intervalle en intervalle, et on n’aura plus un son soutenu, mais seulement intermittant. C’est ce qui arriverait en effet, si les impressions produites par une cause quelconque sur l’organe de l’ouie, de même que sur la vue, ne duraient un certain temps ; temps très-court à la vérité, mais que l’on peut mesurer. Il suffit donc que la nouvelle dilatation des ondes ait lieu dans cet espace très-court, pour qu’on puisse avoir un son soutenu et constant.

On peut se faire une idée assez juste du mode de propagation du son dans l’air, en jetant une petite pierre dans une eau tranquille ; vous verrez alors une multitude d’ondes circulaires concentriques, qui se succèdent avec beaucoup de rapidité, et qui se communiquent sur une assez grande étendue, quoique la cause ne soit pas la même.

D’après le mode de propagation dans l’air, il s’en suit que le son ne se propage pas seulement du côté que l’air a été mis en mouveinent»

puisque, eu vertu de leur élasticité, chacune de ces particules communique un mouvement vibratoire dans tous les sens, et que chaque point d’ébranlement est le centre d’une multitude d’ondes sphériques concentriques. Mais s’il y a dans le même temps plusieurs points d’ébranlement, chacun de ces points est le centre d’une série d’ondes sphériques qui se croisent sans se troubler, et, à mesure qu’elles s'éloignent de leur centre d’ébranlement, les angles, sous lesquels elles se coupent, diminuent continuellement, et finissent par se confondre, lorsqu’on les considère à une distance assez considérable du centre d’ébranlement. C’est ce qui arrive lorsque deux hommes prononcent en même temps le même mot: si vous êtes près d’eux, vous distinguez facilement les voix de l’un et de l’autre, mais si vous vous éloignez d’eux à une certaine distance, vous n’entendrez plus qu’une seule voix plus forte, composée de la réunion de deux voix. Cela arrive tant que les causes qui produisent les ébranlements ne sont pas trop brusques et trop précipitées, car autrement il n’y aurait que confusion. Vous verrez le même effet dans les liquides ; car, en établissant deux ou plusieurs centres d’ébranlements sur la surface d’une eau tranquille, vous verrez plusieurs séries d’ondes circulaires qui se croissent sans se troubler, et qui, à une certaine distance, finissent par se confondre et ne produire qu’une même sérié d’ondes liquides ; mais si l’ébranlement est violent, vous les verrez se modifier et se briser les unes les autres.

Vitesse du son. En 1738 les membres de l’Académie des sciences déterminèrent la vitesse du son. Les expériences furent faites entre Montlhéry et Montmartre, sur une distance d’environ 95146 pieds ; le signal était donné par des coups de canon. Des observateurs, placés d’espace en espace sur la même ligne droite, observaient le temps écoulé depuis l’apparition de la lumière jusqu’à l’arrivée du son ; temps que le son mettait à venir jusqu’à eux. Après un grand nombre d’expériences, ils trouvèrent que la vitesse du son est uniforme, c’est-à-dire que, dans un temps double, il parcourt un espace double, et que la vitesse est la même, que le temps soit couvert ou serein, clair ou brumeux, pourvu que l’air soit tranquille ; mais, si l’air est agité par le vent, la vitesse du vent, décomposée suivant la direction du rayon sonore, augmente ou diminue de toute sa valeur la vitesse du son, suivant qu’elle est favorable ou contraire à cette vitesse. Enfin la vitesse du son, à la température de 6 degrés, fut trouvée de 1105 pieds et 8 pouces par seconde. Le son se propage aussi uniformément dans les autres gaz, avec une vitesse plus ou moins grande, suivant que les gaz sont moins ou plus denses.

Pour prouver que la vitesse du son est toujours la même, quelque soit la gravité ou l’acuité, Mr. Biot fit placer un joueur de flûte à l’extrémité d’un tuyau d’un des aqueducs de Paris long de 3120 pieds, et il se plaça à l’autre extrémité. On sait qu’un chant musical est assujéii à une certaine mesure que l’on appelle le temps, et qui marque exactement l’intervalle des sons successifs ; si la vitesse n’avait pas été uniforme pour tous les sons aigus ou graves, le temps ne se serait pas conservé, eiils se fussent confondus on dépassés, laissant entre eux des intervalles plus ou moins longs ; mais le chant se conserva parfaitement pur et mesuré.

AfUensue au son. Le son diminue d’intensité à mesure qu’on s’éloigne du centre d’ébranlement. En effet, le son se propage dans l’atmosphère en fesant des ondes sphériques concentriques, la masse de l’air ébranlé s’agrandit de toutes parts avec une extrême rapidité, il faut que la même force qui produit le mouvement, ou ce qui est la même chose, que la même quantité de mouvement se partage sur une plus grande étendue ; les dilatations et les condensations devront donc s’affaiblir graduellement dans le même rapport, et finiront par s’anéantir, quand toute ta quantité de mouvement sera absorbée par la masse de l’air, et que l’obstacle du fluide à se mouvoir aura vaincu la pression exercée par les ondes plus voisines du point d’ébranlement. D’après le mode de propagation le son sur un même rayon ou une même ligne sonore décroît comme le carré de ta distance. Ainsr, si à une distance quelconque du point d’ébranlement on regarde comme 1 l’intensité du son, à une distance double elle sera 4 fois moindre, 9 à une distance triple, 16 à une distance quadruple et 25 fois moindre à une distance quintuple ; ainsi de suite.

Mais, d’après le même mode de propagation dans un tuyau cylindrique, le son ne doit pas dimirluer sensiblement d’intensité. En effet, Mr. Biot, d’après des expériences faites dans les tuyaux des aqueducs de Paris, sur une longueur de 3120 pieds, quelque bas qu’il parlât, il lui fut impossible de n’être pas entendu.

Longueur des ondes sonores. Il est facile, d’après la connaissance delà vitesse du son, de déterminer la longueur des ondes sonores. Par exemple, à la température de 15 degrés on a trouvé que la vitesse du son est 1375 pieds et 5 pouces et demi environ par seconde ; si donc un corps fesait une vibration par seconde, il produirait des ondes qui auraient 1375 et 5 pouces et demi de longueur. Si, dans une seconde, le même corps produisait plusieurs ondes, on aurait toujours la longueur de ces ondes, en divisant 1375 pieds et 5 pouces et demi par le nombre de ces ondes. C’est ainsi qu’à été formé le tableau suivant, dans laquel les mesures sont réduites en pieds et en pouces, parce que ce tableau a principalement pour objet les tuyaux d’orgue, dont les longueurs ont été jusqu’ici estimées en pieds et en pouces. C’est de cette manière qu’on a découvert que le dernier son appréciable est de 32 vibrations par seconde.

Nombre des vibrations dans une se on de.

Commencement des sons

appréciables, 32

Fin des sons appréciables, 8192

Longueurs des ondes sonores.

32 pieds.

- 6 pouces

- - 18 lignes.

Réflexion du son. Le son se réfléchit sur une surface quelconque de la même manière que la lumière, c’est-à-dire que, quand l’onde sonore rencontre un obstacle, elle revient en sens contraire de la même manière et avec la même direction et la même intensité que si l’ébranlement primitif avait eu lieu à l’endroit ou l’onde à rencontré l’obstacle, et le son aura la même intensité a un endroit quelconque, en prenant la somme des deux espaces parcourus, qu’il aurait eu derrière le plan à une distance égale à la somme de ces deux espaces. Comme dans les liquides, il n’y a que la partie qui vient rencontrer l’obstacle qui soit réfléchie ; le reste se propage derrière et se reforme. Voilà pourquoi à travers une grille on entend les sons aussi distinctement que s’il n’y avait pas cette multitude de petits obstacles. C’est à la réflexion du son contre les montagnes et les édifices que sont dus les échos. Lorsque le son revient à l’oreille, après une seule réflexion, on n’entend qu’une seule répétition du sdn émis. Mais lorsque les ondes sonores éprouvent plusieurs réflexions, et que ces ondes réfléchies viennent à rencontrer l’observateur, on entend un même nombre de répétitions du son primitif. C’est un effet de la réflexion sur les montagnes voisines de Québec que le majestueux écho répété du canon de la citadelle, qui fait Padmiration des étrangers. Si l’obstacle est très-voisin, les sons réfléchis se confondent en partie avec les sons directs, les prolongent et les renforcissent : c’est ce qu’on appelle résonnance. Cet effet à surtout lieu dans les appartements vides ou la voix n’est pas arrêtée par des obstacles sans nombre. L’orateur qui connaît son local sait profiter de cette circonstance ; car, si le mur est très-éloigné, il prolongera sa voix, afin que l’écho n’arrive pas après le son primitif: ce qui le fatiguerait considérablement ainsi que son auditoire.

Si l’obstacle est assez éloigné pour qu’une syllable prononcée revienne après le son primitif, on aura un écho monossyllabique ; on aura un écho dissyllabique, trissyllabique, &c. si deux, trois syllables, &c. se répètent après qu’on les a prononcées.

'Transmission du son à travers les liquides. La vitesse du son dans les liquides ne dépend que de la compressibilité du corps. D’après des calculs faits par Mr, Laplace, la vitesse du son dans l’eau fnt trouvée de 4717 pieds 11 pouces et demi par seconde. D’après des expériences faites sur le lac Genève, Mr. Colladon avait trouvé que le son parcourt 4727 pieds 9 pouces et 6-10. Cette différence dépend uniquement de l’erreur inévitable des expériences.

Transmission dans les solides. Le son dans les solides se transmet de la même manière que dans l’air; mais sa vitesse de transmission est beaucoup plus considérable. Si l’on réprésente par 1 la vitesse du son dans l’air, voici quelles sont les vitesses correspondantes dans quelques corps solides.

Etain,. ^

Argent, 9

Bois de noyer,

de chêne, i

d’if, \ lOJ

de prunnier, t

Cuivre jaune, /

Cuivre, 12

Bois d’acajou, d’ébène, de charme, d’orme, d’aune, de bouleau, de tilleul, de cerisier.

Bois de saule,

“ de pin,

Verre,

Fer ou acier.

Bois de sapin, 16i à 18

Perception et comparaison des sons. On doit distinguer dans la perception des sons lo. la durée ; 2o. l’iniensité j 3o. le degré d’acuité ou de gravité, 4o. le timbre et l’accentuation.

Le son dure aussi longtemps que le corps qui le produit est en vibration ; la longueur totale des ondes sonores est évidemment égale à l’espace parcouru par le son pendant la durée d’un mouvement vibratoire.

\j intensité du son dépend de l’étendue des vibrations, elle reste sensiblement constante, comme nous l’avons dit, lorsque les ondes se propagent dans un tuyau cylindrique ; mais dans un espace libre, elle diminue d’intensité à mesure que les ondes s’éloignent du centre d’ébranlement, et va décroissante comme le carré de la distance.

L’acuité ou la gravité des sons dépend uniquement de la plus ou moins grande vitesse des vibrations ; car si l’on promène un archet sur une eorde métallique tendue à ses deux extrémités, à mesure que la longueur de la corde diminuera, on apercevra que le son devient plus aigu, et que les vibrations sont plus rapides.

Le timbre est une qualité donnée au son par la nature du corps vibrant ou des corps environnants mis en vibration par lui. C’est par le timbre que des sons, ayant la même intensité et le même degré de gravité ou d’acuité, rendus par divers intruments, différent les uns des autres. On ne connaît pas la nuture de la cause qui produit ces différences de timbre, mais il est probable qu’elles viennent de la nature des sons secondaires, que tel corps est susceptible de produire, tandisque tel autre ne l’est pas ; et que ce sont ces sons secondaires qui viennent modifier le son principal.

V accentuation est la qualité imprimée à l’origine du son par la voix humaine. Mais les diverses modifications que la voix humaine fait éprouver au son nous sont inconnues.

L’organe de l’ouie acquiert ordinairement par l’habitude, une sensibilité telle qu’il distingue la différence la plus légère entre l’acuité de deux sons ; il exige nécessairement que les sons successifs qui forment un chant procèdent suivant un certain ordre d’acuité ; qu’ils se terminent par un son ayant avec le premier un certain rapport ; et que les sons intermédiaires aient aussi entre eux un rapport d’acuité déterminé. Si l’on consulte la série des sons depuis le premier son appréciable à l’oreille, on formera une suite de sons tels que, le premier étant rendu en même temps que le 8me., ces deux sons se confondront de manière que l’oreille n’en distinguera plus qu’un seul. Il en sera de même du 2me. et du 9me., du 3me. et du lOme., &c. Il résulte de là que la série de ces sons forme une suite de périodes ayant chacune 7 sons ; périodes qui ne sont pas parfaitement identiques, mais qui, lorsqu’elles arrivent en même temps, se confondent comme si elles l’étaient. Chacune de ces périodes, comprenant I’m^ de la période suivante, porte le nom éî*octavc.

liois rte poirier,

“ de hêtre rouge, d’érable.

Les sons co-existants qui flattent l’oreilic ont reçu le nom di* accord ; ceux qui ne produisent qu’une sensation pénible portent le nom de discordance ; l’accord le plus parfait est l’octave ; il résulte de la coexistance d’un son avec le 8me. en-dessus ou en-dessous dans l’échelle harmonique. Ensuite viennent les accords de tierce et de quinte qui résultent de la co-existance d’un son avec le troisième ou le cinquième en-desus ou en-dessous dans l’échelle harmonique. L’instrument le plus simple pour déterminer les rapports de vitesses des vibrations des corps sonores est le sonomètre ou monocorde, H est formé d’une corde de métal ou de boyau cylindrique homogène, tendue par ses deux extrémités sur une caisse vide en bois sec. Si la corde est toujours soumise à la même tension et qu’on la mette en vibration, on trouvera que la vitesse des vibrations est en raison inverse de la longueur de la corde, c’est-à-dire que, plus vous racourcirez la corde au moyen d’un chevalet placé successivement à ses difierents points, plus les vibrations seront rapides. Ainsi on a trouvé que si l’on divisait par 2 la longueur de la corde, il fallait multiplier par deux le nombre des vibrations 5 que si l’on divisait par 4 la longueur de la corde, il fallait multiplier par 4 le nombre des vibrations dans le même temps; et c’est ainsi que, en prenant 1 pour la longueur totale de la corde, on a trouvé les rapports correspondants des longueurs des cordes aux nombres des vibrations des notes de la gamme, n’importe pour quel octave.

Noms des notes en allemand et en anglais, Noms français,

Longueurs correspondantes des cordes.

Nombre des vibrations dans le même temps.

ut, ré, mi, fa, sol, là, si, ut.

On trouvera toujours dans les octaves suivants les longueurs des cordes çt les nombres correspondants des vibrations, en divisant par 2 les longueurs de la corde, et en multipliant par 2 le nombre des vibrations ; ou si l’on multiplie par 2 la longueur des cordes, on divisera par 2 le nombre des vibrations.

Mais il faut remarquer que ces nombres ne sont que des rapports relatifs des longueurs des cordes et des nombres des vibrations. Pour trouver les nombres absolus, on tend une cordf^ ^sses I mgue pour que l’on puisse compter le nombre des vibrations, ci en racourcissant la corde, sans changer sa tenison, on lui fait rendre un son de l’échelle diatonique. Alors l’on multiplie le nombre de vibrations que l’on a obtenu dans le premier cas par le nombre qui exprime la longueur de la corde. Si c’est ré, par exemple, ce sera par 8, divisé par le nombre qui exprime le rapport du nombre des vibrations pour cette longueur de la corde, ce sera donc par 9 pour ré. Mais on obtient des résultats beaucoup plus certains au moyen de la Syrène de Cagniard Délateur, qui porte le nom de celui qui l’a inventée. C’est au moyen de cette machine que l’on a trouvé que le son le plus grave que l’on puisse apprécier est donné par un corps sonore lésant 32 vibrations par seconde ; que le son perceptible le plus aigu est de 16384 vibrations par seconde ; et que Vut le plus grave du piano et du violon celle, est d’environ 128 vibrations par seconde. On a déduit de là que les

limites extrêmes de la voix des hommes sont de 192 vibrations pour le son le plus grave et de 633 pour le son le plus aigu ; celles des femmes, de 576 à 1620.

Des instruments à vent. Tous les instruments à vent sont des tuyaux ouverts par les deux bouts ou fermés par un seul. Dans un instrument ce n’est pas le tuyau lui-même, c’est l’air qu’d renferme qui est le corps sonore ; car, quelque soit la matière des tuyaux, pourvu que la longueur et le diamètre soient les mêmes, on aura toujours le même degré de gravité, seulement avec un changement de timbre. Chacun de ces instruments a un son fondamental, et lorsque la longueur du tuyau demeure la même, les sons voisins du son fondamental sont très-éloignés les uns des autres, et c’est seulement dans les tons très-élevés que l’on peut obtenir les notes consécutives de la gamme, ainsi que les sons intermédiaires ; c’est ce qui a lieu pour la trompette. Mais pour les autres instruments on obtient les sons consécutifs à partir du son fondamental, lo. en allongeant ou en racourcissant le tuyau, comme dans la trombone ; 2o. en produisant le même efièt au moyen de trous latéraux, comme dans la flûte, la clarinette, &c.; 3o. en modifiant l’ouverture du tuyau avec la main, comme dans le cor.

Cornets acoustiques et jjorte-voix. Les ccrnets acoustiques sont des tuyaux coniques contournés, dont les personnes qui ont l’ouie dure se servent pour entendre ; elles en placent l’extrémité dans l’oreille. Le porte-voix est formé d’un cône droit évasé j lorsqu'on parle au sommet du cône, le son se propage dans la direction de son axe, avec une intensité beaucoup plus grande que dans tout autre direction. On se sert de cet instrument pour se faire entendre à une grande distance, pour le commandement des vaisseaux, ou lorsque deux vaisseaux sur la mer sont éloignés l’un de l’autre.

Organe de Vouie, Chez l’homme, l’organe de Vouie se compose d’un appareil extérieur nommé pavillon, formé d’une membrane épaisse qui paraît destinée à concentrer les ondes sonores vers un canal cylindrique qui s’enfonce dans la tête. Ce canal appelé conduit auditifs est garni intérieurement de poils et d’une matière visqueuse qui en défendent l’accès aux corps étrangers.

Le Conduit auditif est fermé par une membrane mince, sèche et tendue, la membrane du tympan, qui sépare la partie intérieure de la partie extérieure de l’appareil. Derrière cette membrane se trouve une cavité que l’on nomme caisse du tympan, qui communique avec le gosier par un canal. Contre la paroi de cette caisse opposée à la membrane du tympan, il existe deux ouvertures fermées par des membranes minces : l’une s’appelle fenUre ovale et l’autre /èwé/re ronde. Une chaîne formée par quatre petits osselets est fixée par ses extrémités à la membrane du tympan et à celle de la fenêtre ovale. Derrière la membrane de la fenêtre ovale s’ouvre un canal osseux, contourné en spirale, que l’on appelle Limaçon ; il communique avec une cavité plus grande appelée vestibule, qui vient aboutir derrière la membrane de la fenêtre ronde ; dans le vestibule aboutissent trois canaux semi-circulaires. L’ensemble du limaçon, du vestibule et des canaux, porte le nom de labyrinthe ; le labyrinthe est tapissé intérieurement d’une membrane très-mince, et rempli d’un liquide dans lequel vient s’épanouir le nerf acoustique.

Le pavillon, par sa forme évasée, sert comme de cornet acoustique à concentrer les ondes sonores ; elles vont frapper la membrane du tympan, qui est vraisemblablement destinée à les transmettre à l’intérieur, soit par la chaîne des osselets, qui est, par rapport aux deux membranes du tympan et de la fenêtre ovale, comme l’ame d’un violon est aux deux tables correspondantes, soit par l’air renfermé dans la caisse. Cependant cette membrane du tympan n’est pas essentielle à l’audition, puisque des personnes chez qui elle avait été déchirée, et chez qui la chaîne des osselets était tombée, ne tenant que par une de ses extrémités à la membrane de la fenêtre ovale, n’ont pas éprouvé d’altération sensible dans la perception des sons. La chaîne des osselets paraît aussi destinée à donner plus ou moins de tension à la membrane du tympan, afin de diminuer ou d’augmenter l’amplitude des vibrations ; cette membrane vibre d’autant plus qu’elle est plus tendue. La tension de la membrane du tympan a aussi une grande influence sur les limites des sons perceptibles ; si elle était un peu plus tendue, nous ne pourrions entendre que des sons plus élevés.

La caisse du tympan sert probablement à entretenir, près des membranes du labyrinthe et de la paroi intérieure de la membrane du tympan, un air dont les propriétés physiques soient constantes, afin de conserver leur élasticité dans le même état.

Le conduit guttural ou tube d* Eustache paraît destiné à renouveler l’air de la caisse du tympan ; cette partie de l’appareil est d’une nécessité si absolue que, lorsqu’elle vient à se boucher, la surdité s’en suit toujours. Les deux membranes qui ferment le labyrinthe paraissent destinées à entrer en vibration pour transmettre ce mouvement vibratoire au liquide du labyrinthe, et de là au nerf acoustique, qui le transmet au cerveau où se fait la sensation. Ces deux membranes, le nerf acoustique et le liquide dans lequel il s’épanouit, sont indispensables à l’audition.

Organe de la voix. Dans l’homme, l’appareil de la voix se compose lo. des poumons, dont les cavités renferment de l’air que des muscles puissants, les muscles de l’expiration ; expulsent à chaque expiration ; 2o. d’un canal cylindrique situé à l’extrémité supérieure des poumons, et qui sert de conduit à l’air qui en est chassé j la paitie inférieure de ce canal, qui touche immédiatement aux poumons, porte le nom de trachée-artère, et la partie supérieure, celui de larynx. La trachée-artère se divise en deux branches qui portent le nom de bronches, et qui communiquent directement avec les poumons ; 3o. d’un appareil, qui porte le nom de glotte, situé à l’extrémité supérieure du larynx. Cet appareil se compose de deux lames rectangulaires contractiles et élastiques, fixées par leurs bases contre les parois du larynx ; la figure 38 présente une coupe du larynx dans le sens de sa longueur ; A B C D sont les membranes de la glotte ; 4o. d’une membrane plane élastique qui, fixée par sa base contre les parois supérieures du larynx, peut prendre dans ce canal toutes les inclinaisons possibles, et que l’on désigne sous le nom dépiglotte ; 5o. enfin la dernière partie de l’organe vocal se compose du gosier, de la bouche et des fosses nasales.

L’organe de la voix a été successivement assimilé à un instrument à cordes et à anche libre ; mais aucune de ces explications n’est satisfaisante. L’explication donnée par Mr. Savard en 1825 des fonctions de cette organe paraît infiniment plus probable, en assimilant la voix de l’homme au petit soufflet dont se servent les chasseurs pour imiter la voix de certains oiseaux. La figure 39 représente un de ces appareils dans le sens de sa longueur. Si l’on place entre les lèvres et les dents cet instrument dont les deux tables sont percées de deux trous correspondants, et que l’on aspire, on en tire plusieurs sons. En fixant cet appareil sur un emporte-vent, l’on peut en tirer tous les sons compris entre une octave et demie et deux octaves ; et même il paraît qu’en modérant convenablement le son ou en lui donnant une vitesse suffisante, il n’y a pas de limite pour l’acuité ou la gravité des sons que l’on peut obtenir. Mais pour un même appareil il y a toujours un son qui sort plus facilement que les autres. Le diamètre seul des orifices a une influence sur la gravité ou l’acuité des sons qui se produisent avec la même vitesse de vent.

La ressemblance de cet appareil avec l’organe de la voix, surtout celui de la figure 40, ne laisse aucun doute que le mode de formation de la voix humaine ne soit le même que celui de la formation du son dans ces petits instruments.

Les observations faites sur les tuyaux membraneux permettent de concevoir comment la colonne d’air qui s’élève au-dessus de la glotte, quoique d’une longueur constante, peut cependant vibrer à l’unisson, à cause de l’élasticité variable des parois du larynx qui peuvent recevoir tous les degrés de tension, d’autant plus que les lèvres, en se rapprochant ou s’écartant plus ou moins, transforment à volonté le tuyau vocal en un tuyau tantôt ouvert et tantôt fermé.

Le gosier, la bouche et les fosses nasales, qui forment le tuyau d’écoulement de l’air, ont beaucoup d’influence sur le timbre de la voix. Si les fosses nasales se bouchent de manière que l’air n’y puisse plus passer, la voix prend un timbre particulier, et l’on dit que l’on parle du nez J expression impropre, puisque c’est alors seulement que l’on ne parle pas du nez. Pour s’en convaincre, il suffit de comprimer les narines avec les doigts de manière à les fermer, la voix prend à l’instant le timbre en question.

L’organe de la voix chez les animaux est disposé de la même manière que dans l’homme ; aussi il n’y a que les animaux pourvus de poumons qui aient une véritable voix. La princijrale différence que l’on rencontre consiste dans la position et la forme de la glotte. Dans les oiseaux, elle est placée à la partie inférieure de la tranchée artère, presque à l’issue des poumons ; c’est pourquoi les oiseaux criards, à qui on a coupé le cou, même assez loin de la tête, peuvent continuer à crier. Dans les reptiles la glotte est située à l’extrémité imférieure du canal.