II

î6 DES CONDITIONS GÉNÉRALES

miace , comme par exemple dans l'harmonica à bouche , et que le courant ait de la force. Si l'on souffle avec force sur «ne languette d'harmonica à bouche , au moyen d'un tube délié à ouverture très-petite , elle entre en vibration ; je suis même quelquefois parvenu à faire résonner de petites languettes fixées sans châssis , à l'aide du courant d'air sortant d'un tube très-fin. On n'y réussit qu'avec les plus longues languettes de l'harmonica à bouche. J'isolai les plus longues de leur châssis, de manière qu'elles fussent tout-à-fait libres jusqu'à leur extrémité postérieure fixée , et je soufflai avec un tuyau très-fin au devant de l'extrémité d'un de leurs bords; en poussant l'air avec beaucoup de force dans une direction perpendiculaire , non à la surface , mais au bord , je parvins quelquefois à déterminer les vibrations sonores de la languette , mais beaucoup plus faibles que quand l'air est obligé de passer entre les bords de celle-ci et un châssis. Au contraire , les languettes membraneuses dont je donnerai plus loin la description , entrent pai laitement en vibration et résonnent pleinement lorsqu'on se sert d'un petit tube pour souffler. La manière dont un courant délié d'air peut faire entrer en vibration une languette facilement mobile, me paraît être celle-ci : le courant d'air comprimé , en frappant contre le bord de la languette libre , la chasse devant lui ; elle s'éloigne en vertu de la loi de l'inertie , sort de la direction du courant , et continue de marcher dans le même sens , jusqu'à ce que son élasticité , qui croît avec sa tension , fasse équilibre à sa vitesse; alors l'élasticité la ramène sur ses pas avec une vitesse accélérée , jusqu'à ce qu'elle rentre dans le courant , qui la rechasse encore. La possibilité de produire un son avec une languette tout-à-fait libre, au moyen d'un courant d'air , prouve que , dans l'explication qu'on donne de la résonnance des anches , il ne faut pas attacher trop de poids à leur mode ordinaire de construction et au passage de l'air entre la languette et le châssis.

G. Weber (1) a fait voir que le son de la languelle d'une anche mise en vibration par le souffle, change en raison directe de sa longueur, comme si on la faisait vibrer en la choquant ou la pinçant , et que ies lanfjuelles vibrent d'après la même loi que les verges. Celte loi est que les nombres de vibrations de deux verges d'épaisseur égale et de même matière sont en raison inverse des carrés de leur longueur. Weber a montré , en outre , que le son qu'on produit en soufflant dans l'anche sans tuyau , ressemble parfaitement , pour l'élévation, à celui qu'on obtient d'une lame élastique libre par un bout et fixée par l'autre , en la percutant. L'élévation du son d'une anche est à peu près indépendante de la force du courant d'air ; mais on peut le renfler en soufflant avec plus de force. Biot avait déjà reconnu que la nature chimique du gaz dont on se sert pour souffler n'exerce aucune influence sur la hauteur du son. Celte manière de se comporter des lames élastiques métalliques ou solides fixées par un bout et libres par l'autre, est d'autant plus remarquable que , comme je l'ai constaté , les lames membraneuses disposées de la même manière se comportent tout autrement , puisqu'ici l'on peut élever le son de quelques semi-tons en soufflant avec plus de force.

Les dimensions de l'intervalle compris entre la languette et le châssis ont peu d'importance selon G. Weber. Quand l'ouverture est un peu plus grande , le son sort avec plus de peine, et on éprouve plus de difficulté soit pour le renfler soit pour l'affaiblir; mais son élévation demeure la même.

Voici quelle est la théorie admise par la plupart des physiciens à l'égard des sons produits par les languettes. Les vibrations de ces corps obéissent bien , à ce qu'il paraît , aux

(1) Leges oscillationis oriundœ si duo corpora diversa celeritate oscillantia ita conjunyuntur^ ut nscillare noîi possint , nisi simul et synchronice, Halle, 1826, m-4.

mêmes lois que celles des verges ; mais il y a cette différence entre les verges et les languettes résonnantes , que , dans les premières, c'est la verge elle-même qui produit le son , tandis que, dans les secondes, c'est l'air. La même différence a lieu quand on fait vibrer une languette par la percussion ou par le souffle : dans le premier cas , c'est la languette seule qui résonne ; dans le second , elle doit bien aussi donner du son , mais beaucoup de personnes regardent l'air lui-même comme étant la cause principale du son particulier qu'elle rend alors , et cela par les motifs suivans :

Le son d'une languette mise en vibration par percussion est faible ; celui d'une languette qui vibre par l'effet du souffle est fort ; mais il y a aussi une différence dans la qualité des sons , dont le timbre ne ressemble pas , dans le premier cas , à ce qu'il est dans le second. On conclut de là que l'air, bien qu'il ne modifie pas l'élévation du son en raison de la largeur diverse de l'ouverture , doit cependant exercer sur lui de l'influence , en ce sens que , dans les conditions au milieu desquelles la languette vibre par l'effet du souffle , il éprouve des chocs réguliers , sans former de nœuds. On sait qu'il ne faut, pour la production, d'un son, qu'un certain nombre de chocs qui soient propagés à l'organe auditif , et que les vibrations ne donnent lieu à des sons que parce qu'elles déterminent des chocs de ce genre. D'après la manière dont une languette vibre dans son châssis, il doit , assure-t-on , se produire des chocs semblables à ceux qui ont lieu dans la sirène, le passage de l'air à travers l'ouverture se trouvant arrêté un moment à chaque vibration. 'De même , dans la sirène , les interruptions du courant de l'air , en se succédant avec rapidité , font naître un son. L'élévation de ce son de l'air dépend du nombre des interruptions , et comme celles-ci sont dues aux vibrations de la languette , ce nombre doit être égal à celui des vibrations.

Mais cette théorie des sons produits par les languettes n'est

rien moins que démontrée. Les sons que Ton tire d'une lame mince de longueur suffisante , fixée à l'un de ses bouts et privée de châssis , en dirigeant sur elle le courant d'air d'un tube très-mince , prouve déjà que ces sortes de sons ne dépendent pas uniquement des chocs alternatifs de l'air, quoique le fort courant qui sort du tube , et qu'on dirige vers le bord de la languette , doive être un peu diminué chaque fois que celle-ci revient sur elle-même , tandis qu'il est libre au moment oii elle se trouve hors de sa portée. Je me borne ici à soulever ce doute ; j'y reviendrai plus amplement lorsque je traiterai des languettes membraneuses.

b. Languettes accompagnées d'un tuyau qui modifie le son.

Le son d'une anche ou d'une languette change beaucoup , eu égard à l'élévaiion , lorsque l'anche est ajustée sur un tuyau , comme dans le hautbois , la clarinette , le basson. Ici l'air , au lieu de s'écouler dans l'atmosphère , est obligé de parcourir le tuyau , et l'instrument se trouve composé de deux parties dont les vibrations obéissent à des lois diflerentes. Le son de l'anche et celui du sifllet , pris chacun à part , peuvent différer totalement Tun de l'autre ; mais , quand ces deuxparties sont réunieS;, elles s'influencent réciproquement, de manière que les vibrations de la languette sont déterminées par celles de la colonne d'air , et les vibrations de la colonne d'air par celles de lu languette. On n'entend jamais qu'un seul son , qui n'est jamais non plus ni celui que donnerait l'anche seule, ni celui qu'on obtiendrait de la colonne aérienne seule. Il ne suffit donc pas que les vibrations aient lieu 'avec une simultanéité parfaite , il faut encore qu'elles s'accommodent les unes aux autres (1).

(1) G. Weber s'est occupé de rectierchei' les' conditions nécessaires pour que ce son simple se produise. Foycz Poggekdorf , Annalen ,

t,xvï, XVII,

Weber seul a donné une théorie sûre des instrumens à anche. Ce n'est point ici le lieu de faire connaître d'une manière détaillée les résultats de ses travaux , qui tiennent place parmi les plus importans de la physique moderne. Cependant je suis obligé de rapporter quelques uns des faits découverts par lui , attendu qu'ils servent de base aux recherches sur les sifflets à languette membraneuse, qui sont ceux avec lesquels l'organe de la voix a le plus d'analogie.

1^ L'union d'un tuyau avec une anche peut rendre le son de celte dernière plus grave , mais ne saurait le rendre plus aigu.

2° Le maximum de cet abaissement ne dépasse point une octave.

3® En allongeant le tuyau, le son revient au son fondamental primitif de l'anche , qu'on peut ensuite abaisser de nouveau , mais seulement jusqu'à un certain degré.

4<> La longueur du tuyau nécessaire pour obtenir un abaissement donné , dépend toujours du rapport entre les nombres des vibrations de la languette et de la colonne d'air , prises chacune à part.

5<» Ainsi le son du tuyau d'anche s'abaisse peu à peu à mesure qu'on allonge le tube , jusqu'à ce que la colonne d'air de celui-ci soit devenue assez longue pour donner seule le même son que l'anche donne , également seule. En allongeant davantage le tube , le son revient au son fondamental de l'anche. On peut encore , en allongeant le tube , le faire descendre d'une quarte environ, jusqu'à ce que la longueur du tuyau soit double de celle de la colonne d'air qui aurait le même son que Tanche. Là le son repasse de nouveau au son fondamental de l'anche. L'allongement du tube peut abaisser de nouveau le son d'une tierce , jusqu'à ce qu'un moment vienne où il repasse au son iondamenial de la languette. Pendant la transition , on peut produire deux sons différens suivant la force avec laquelle oa souffle.

Ces découvertes sont susceptibles de s'appliquer aux sifflets à languettes membraneuses , comme j'essaierai de le faire plus loin.

6° Si le son de l'anche qui parle seule est dans la série des sons harmoniques du tuyau résonnant seul, l'union de l'anche avec le tuyau ne fait pas nécessairement changer le son de la première quand on souffle doucement ; mais lorsqu'on souffle avec force , le son peut être abaissé au dessous de celui de Tanche , ou d'une octave , ou d'une quarte , ou d'une tierce mineure , ou d'autres intervalles correspondans aux nombres 73,7,0, ^V,,.

Ces découvertes fournissent des indices certains pour comparer les organes de la voix ou d'autres instrumens sonores aux tuyaux à anche et aux tuyaux à bouche. Par exemple, que, sur un instrumenta vent, on puisse, l'embouchure restant la même , abaisser à volonté le son par des tuyaux surajoutés , et obtenir un abaissement proportionné à la longueur des tuyaux , Tinslrument est positivement un tuyau à bouche, et c'est l'air seul qui résonne dedans ; qu'au contraire, l'embouchure restant la même , les tuyaux ne puissent produire qu'un abaissement d'une octave ou moins , il s'agit d'un tuyau à anche.

Parmi les instrumens à anche se rangent les jeux d'anche de Torgue , ou le registre de la voix humaine. La clarinette , le hautbois , le basson sont aussi des instrumens à anche , avec lesquels on produit les différens sons en ouvrant ou fermant une série de trous dont l'expérience a fait connaître la disposition , tandis que , dans les jeux d'anche de l'orgue , chaque son a son tuyau particulier.