CONDUCTION DU SON

ondes produites dans Tair par le son se transforment de telle sorte que cette membrane vibre latéralement à la façon d'une corde. Les fibres ravonnées de la membrane du tympan transmettent les variations de leur tension au manche du marteau. Il est essentiel de remarquer, à ce sujet, que les fibres sont trèstendues vers l'intérieur , et qu'en raison de l'action concomitante de ses fibres circulaires le tympan est bombé; que, dans son état de repos, son volume atteint son maximum sur la surface convexe et son minimum sur la surface concave, et c'est dans cette forme que l'action de la pression aérienne est, dès le début, le plus énergique au centre du tympan. Cette action peut être considérée comme déterminée par des leviers. La pression de l'air s'exerce perpendiculairement à la voussure des fibres rayonnées , tend à augmenter et à diminuer cette courbure et détermine des inflexions dé ces fibres très-considérables par rapport aux déplacements qu'éprouve l'extrémité du manche du marteau. Une pression aérienne de faible valeur peut donc également faire équilibre à une force considérable appliquée sur le manche du marteau. En raison de ces conditions l'étrier est toujours garanti contre les pressions extrêmes , car, en effet , une pression qui agit de dehors en dedans ne saurait dépasser le point où les fibres rayonnées sont ramenées à la ligne droite, et dans le cas de pression de dedans en dehors Tarticulation du marteau et de l'enclume se relâche de telle sorte que même lorsque la pression intérieure de la caisse du tympan atteint un certain degré, l'étrier ne s'aurait être arraché de la fenêtre ovale. Les articulations des osselets de l'ouïe ont donc une importance réelle, car elles empêchent les variations trop considérables de la pression de se transmettre à la base de l'étiier. Quand la membrane du tympan se meut de dehors en dedans, le marteau et l'enclume forment ensemble un levier du premier genre , dont le point d'appui est à Tendroit où la pointe de la petite apophyse de l'enclume (3, Fig. 423) s'appuie contre la paroi de la caisse; le point d'application de la force est au manche du marteau (1) et le point d'application de la résistance à la longue apophyse de l'enclume (4), de telle sorte que, l'excursion de cette dernière n'étant qu'environ des 2/3 de celle du manche du marteau , la grandeur de la pression exercée sur l'étrier est environ 11/2 fois supérieure à la force qui agit sur le manche du marteau. L'on voit donc que, de même que pour la transmission du mouvement au manche du marteau , dans la transmission de ce manche sur l'étrier il y a perte de vitesse (amplitude de mouvement) et gain de force. Il résulte de tout cela que la base de l'étrier n'exécute que des mouvements peu étendus, mais qu'il transmet avec une grande force les vibrations au liquide labyrinthique. L'étrier peut, à son tour, exécuter de petits mouvements par rapport à l'enclume.

Les osselets de l'ouïe se comportent , par rapport aux vibrations du son , comme un seul corps solide, car en raison des petites dimensions de ces osselets les déplacements relatifs de chacune de leurs parties sont très-petits eu égard à la longueur des ondes. L'on doit considérer de la même manière le liquide labyrinthique comme une seule masse liquide qui se meut en totalité et qui ne saurait présenter des différences appréciables de pression. Il en est de môme, au moins pour les sons graves et moyens , de l'air contenu dans le conduit auditif et dans la caisse du tympan; dans les tons les plus élevés, la longueur du

conduit auditif est à peu près le quart de la longueur d'une onde, et le ton se trouve renforcé par résonnance. Cette loi tirée de la petitesse des dimension^ ne s'applique pas à la membrane du tympan, car, comme membrane mince, elle peut exécuter des vibrations proportionnellenient plus lentes. Ces >ibra« tiens sont d'autant plus fortes que le ton propre de la menibrane du tympan se rapproche davantage du son extérieur. Il est donc très -important que le tympan puisse être tendu par le muscle du marteau et puisse ainsi adapter son ton propre à celui du son extérieur. Les mouvements de cette membrane sont favorisés par la trompe d'Eustache , qui fait communiquer l'air extérieur avec celui de la caisse et empêche ainsi toute raréfaction ou condensation de celui qui remplit cette cavité. Cette communication est très-fréquemment entra\w: par ce que les inflexions de la trompe sont très-rapprochées les unes des autres, surtout dans lapailie rapprochée de Tarrière-bouche ; toujours alors la traa<mission du son par la caisse du tympan est moins facile, mais la communication se rétablit aisément par des mouvements ondulatoires qui se produisent probablement dans cette partie de la trompe (Politzer). L'on peut facilement constater, d'après Politzer, la transmission des mouvements sonores au liquide labyrinthique , en faisant pénétrer un petit tube manométrique dans le labyrinthe. Toute variation de la pression dans l'oreille moyenne ou externe détermine alors immédiatement une variation correspondante de la pression manométrique. Il est évident que la membrane de la fenêtre ronde sert à égaliser ces variations de pression dans le liquide labyrinthique.

Il y a peu de temps eiicore deux opinions régnaient sur la transmission do son à travers Toreille moyenne. L'une de ces théories, défendue par Savart et par H. Mûller, admettait que les ondes dilatées et condensées se transmettaient jusqu'aux extrémités des nerfs acoustiques à travers le tympan, la chaîne des osselet> et le liquid«» labyrinthique. D'après la tliéoric de E. Weber, théorie que Helmhollz a complétée, il n'y a plus à partir du tympan que des ondes infléchies , les poilions osseuses de Torgane de l'ouïe et le liquide labyrinthique devant, à cause de leui-? petites dimensions, être envisagées comme des masses incompressibles vibrant tu totalité.

Politzer a trouvé que loi*sque l'air était condensé dans la caisse du tympan , et que cette condensation était due à la trompe , l'eau d'un manomètre placé dans le labyrinthe montait de 4 millimètre et demi à 3 millimètres; quand, au contraire, l'air était condensé dans le conduit auditif externe , la trompe restant libi^e , la. pression n'était que d'un demi-millimètre à I millimètre , et quand enfin rarticulation entiv l'enclume et l'étrier était sectionné, la pression n'atteignait q'un quart de millimètre. Cet auteur constata aussi une élévation de la pression quand le muscle tenseur du tympan était mis en conti-action par excitation du trijumeau. Les mouvements ondulatoires produisaient une variation négative de I A3 millimètres. Politzer et Lu«y démontrèrent les vibrations de la membrane du tympan et des osselets de l'ouïe, en fixant sur res parties de potits ressorts qui dessinaient leurs mouvements sur un cvlindre noirci.

Ed. Weber étudia la fransmissio)} du son à travers les os du crâtie: il remplit )?• conduit auditif e.\t<Mne avec de Teau et empêcha ainsi le tympan de vibrer. Nods«»ulenient la transmission tympanique serait empêchée en ce cas, mais la ti-ansmission à travers les os du cn\ne serait elle-même augmentée, puisque, d'après Imc»\ la

LES SENSATIONS ACOlISTIQnF.S, 535

membrane du tympan serait alors plus fortement IcnJui;; il la vit. en effel, detnémc ({ue les osselets, vibrer plus énergique ment; mais, d'après Polilzer, les variations de la pression du liquide labyrintliiqiieiie seraient pas augmentées en ce cas('j.

§ 199. — Les sensatioDS acoustiques.

kf.es impressions extérieures qui déterminent nos sensations auditives conshent ce que nous appelons en général le son, dont on distingue deux for- ■B : le son proprement dit et le bruit. Le son proprement dit est un son qui i continu et r^uiiei" ; le bruit se compose, an roniraire , de (tifférenles espèces de sensations variant très-bruyamment. Le bruit peut donc èlre composé par iliiïérent-s sons qui se troublent entre eux. On peut, par conséquent . comparer le son à une couleur simple et le bruit k la lumière composée.

Le son est produit par un mouvement vibratoire périodique et régulier de l'air ; la hauteur du ton dépend du nombre des vibrations qui se succèdent régulièrement ; un ton est d'autant plus élevé que la durée des vibrations (!e temps (pli s'écoule entre une allée et une venue) est plus petite, ou que le' nombre des vibrations (par seconde) est plus grand. Pendant une même dui'ée <ii?s vibrations, l'amplitude de celles-ci peut élre très-diverse; une coi-de de piano , par exemple , peut , quand on la frappe , exécuter des \'ibrations qui , très-grandes au début, deviennent progressivement de plus en plus petites, quoique cependant le nombre absolu de ces vibrations reste le même. Il est à remarquer qu'en ce cas la force du son diminue avec l'anjplitude des vibrations. Il est encore , en dehors de la hauteur et de la force du son , une propriété qui nous permet d'apprécier pour nos sensations d'où provient le son. Nous pouvons apprécier s'il provient, par exemple, d'un violon, d'une clarinette, d'un haiilbois ou d'un autre instrument de musique; cette propriété, c'est le timbre du son. Voici en quoi elle consiste : ini jnouvement vibratoire égal et périodique peut varier nori-seulemi'Ul par la durée et les amplitudes, mais encore par la /"ocu'iMle diacun des mouvements élémenl^ire-^ qui le constituent. Dans la Fi)f.

125, l'amplilùde et la durée des vibrations sont les mérnes en 1 et en 2, mais leur forme est diiïérente.

Nous distinguons donc dans le •;nn : i" sa hauteur; 2" sa force, et ',i" son timbre, que nous rattachons 1" à la durée des vibrations; 2" â l'amplitude des vibrations, et 3' à la forme des vibrations. Ces trois facteurs expliquent toutes lesdilfé-

(1) J. Maller, ffandb. der P/iyWoioff-e. — E. Webtir, Eerlr/ile iler Letpiyiir GatMteh. der Wûtiejuch., 1861. — Politïer, Wrtiier SUmnjibn;, 18lil; WofAeyMoft ri. Wâner JErar, leae. — Lhck, ArMn/. Ohrenheithinde , t. 111 et IV. — Helinholt», Arehirf. dit fffnmtnh Pkyial.. t. 1.

5^6 PHÏSTOLOGIE DES FOSCTIONS DE RELATION, ,

rences îles sons musicaux ; il» [jeuvent , comme le démonire l'étude objective dci vibrations ainsi que l'élude subjective des sensations auditives, être ramené; à deux , la durée et l'amplitude. On peut, en eirel, démontrer que la fannt des vibrations ne consiste que dans une snperposilion de plusieuiv ondt* Honores de durée el d'umpllludu ilifférentes , et que, dans ce cas, cbacuue des ondes sonores à laquelle on peut ramener la forme des vibrations aSecXt la môme forme «mple. Cette forme initiale est celle que présente la Fi^. \^U ] Elle est caractérisée par ce que, dans ce cas, les mou veulent» osdilali' répondent exactement aux mouvements du pendule, qu'en d'autres ti la vitesse de chaque particule oscillante obéit aux marnes lais que le p qu'elle augmente et diminue d'abord dans un sens el ensuite dans le ■ opposé.

Le résultat d'un mouvement pendulaire de ce ^nre appliqué aux f cules aériennes constitue un ton simple, qui ne peut varier qu'eu liauleural en force (durée et amplitude des vibrations). Nos instruments de musique onl tous des timbres particuliers plus ou moins forts ; ils ne fournissent donc jamais des tous simples. On peut, d'après Hehnboltz , déterminer un mouTenietu de l'air correspondant assez exactement à celui du pendule , en plaçanl uu diapason devant un tube de résonnauce accordé avec lui. Un ton simple de cette nature est dbux et sourd, il rappelle surtout le ton de la date et l'I.' il la voix humaine . Un ton composé ou un sort se produit quaud la source •. nore détermine simultanément plusieurs systèmes d'ondes dont la dui-éi . les amplitudes vibratoires ne sont pas semblables^, et qui. eu «'additionnai! i donnent naissance à une forme de vibration dilTëi'enle de la forme pendulaire, (fUi ré|Himl au Inn simple. Supposons, par exemple, que lu sourc<! sonoiv ileler-

mine deux tons simples, dont l'un soit animé d'un nombre de vibrations dNbles mais d'amplitude moindre, comme le montrent les courbes ponctuéec (<• la Fig. 126 ; la forme du ton composé correepondra â la ligne pleine de I même flgure. On produit cette forme de vibration quand, par eMni]>l' l'on fait vibrer une corde de telle raanii^re que la totalité de la coi-de vibre jk idant que chacune de ses moitiés est en même temps animée de vibrations [i)<i-