I. — HESUBE DIBEGTE DE LA VITESSE DU SON

On a mesuré directement la vitesse du son dans Tair, dans l'eau et dans une conduite de fonte. Les expériences exécutées dans l'air sont très-nombreuses. Les plus célèbres furent faites en 1738 par les membres de l'Académie des Sciences ^ entre l'Observatoire, Montmartre, Fontenay-aux- Roses et Montlhéry, et en 1822, par le Bureau des Longitudes, entre Mont- Ihéry et Villejuif. On tirait de dix en dix minutes un coup de canon à Tune des stations, on mesurait à toutes les autres le temps écoulé entre l'arrivée de la lumière et l'arrivée du bruit, et on calculait la vitesse du son en divisant la distance par le temps observé. On reconnut ainsi : i* que la vitesse du son est indépendante de la pression et de l'humidité de l'air ; 2° qu'elle est constante à toute distance, c'est-à-dire que le son se transmet uniformément ; 3** qu'elle augmente avec la température ; 4° qu'elle s'ajoute à la vitesse du vent ou s'en retranche suivant que le vent et le bruit marchent dans le même sens ou en sens contraire ; 5° qu'elle est égale à 333 mètres à la température de zéro et à 3 40 mètres à i5 degrés; 6° plus tard, Biot prouva qu'elle est la même pour les sons graves ou aigus.

C'est par le môme procédé que Colladon et Sturm ont mesuré en 1 827 la vitesse du son dans l'eau, entre deux bateaux amarrés à une distance connue sur le lac de Genève. Le premier supportait une cloche plongée dans Feau, et un levier coudé, armé à sa base d'un marteau et à son sommet d'une mèche allumée, enflammait un tas de poudre en même temps qu'il frappait la cloche. Au second bateau était fixé un cornet acoustique dont le pavillon plongeait dans l'eau et le sommet dans l'oreille de l'observateur, qui pouvait ainsi mesurer le temps écoulé entre l'apparition du signal lumineux et l'arrivée du son par le liquide. La vitesse cherchée se trouva égale à i435 mètres à la température de 8°,i, c'est-à-dire quatre fois et demie plus grande que dans l'air.

Elle est encore plus grande dans les solides. Biot Fa mesurée dans un assemblage de 376 tuyaux de fonte qui formaient une longueur totale de

§31 mètres. Un marteau frappait à la fois sur un timbre et sur Tune des extrémités du conduit, et Ton entendait à Tautre extrémité deux sons^ ie premier, transmis par la fonte avec une vitesse inconnue or, le second, transmis par l'air à raison de 3'io mètres par seconde. GeluiK^i arrivait a*; 5o après le premier ; or il mettait a*, 76 à franchir 981 mètres dans l'air ; la différence, ou o%îi6, représentait donc le temps employé à parcourir la ibnte, et comme il est dix fois et demie moindre que le temps mis à parcourir Tair, il s'ensuit que la vitesse du son dans la fonte est égale à dix fois et demie celle qu'il a dans Tair.

n. ~ USURE niDIBEGTE DE LA VITESSE BU SON.

Pour trouver la vitesse du son dans les autres substances, il faut se rappeler : i** qu'entre la longueur d'onde >, le nombre de vibrations N et la vitesse du son a, on a la relation

7? qu'un tuyau rempli d'un gaz ou d'un liquide, et qu'une verge solide qui vibre longitudinalement, se partagent en ventres et en nœuds; les internœuds sont égaux à la demi -longueur d'onde de la note N que

Ton observe. Si donc on mesure ces interûœuds - et cette note N, on

peut calculer la vitesse du son a pour la substance élastique qui remplit le tuyau ou qui forme la matière de la verge.

Cas des gaz. — Pour mesurer les internœuds, Dulong employait un tuyau cylindrique très-étroit, fermé à son extrémité par un piston que Von pouvait enfoncer à volonté et dont on mesurait la course. On insufflait un courant d'air assez rapide pour produire un harmonique élevé. Alors il se formait un certain nombre de nœuds à l'intérieur. On enfonçait le piston ; quand il y avait un nœud et une concamération de moins, la note

redevenait la même, et la course du piston était égale à -• On détermi-

nait N en faisant vibrer une sirène à l'unisson du tuyau et en comptant ses vibrations.

Pour opérer dans des gaz autres que l'air, Dulong plaçait le tuyau horizontalement dans une caisse de J)ois traversée par la tige du piston. L'embouchure communiquait avec un réservoir contenant le gaz qui faisait parler le tuyau et remplissait la caisse. Les expériences étaient conduites comme dans l'air; voici les résultats obtenus :