NOUVEAU STÉTHOSCOPE

préférable aux cornets acoustiques, car tous les sons que l'on produit devant la membrane parviennent à l'oreille avec une force étonnante ; cependant la clarté de la prononciation est toujours plus ou moins altérée par l'emploi de l'appareil.

Les résultats qu'on obtient avec cet instrument sont encore plus surprenants, quand on applique la lentille gonflée directement contre la table d'harmoiiie d*un piano dont on veut enten* dre les sons. En ce cas, il se présente seulement cette circonstance fâcheuse, que les sons des cordes qui se trouvent juste au-dessus de l'endroit de la table d'harmonie où on applique Tinstrument, sont perçus avec une intensité beaucoup plus grande que les autres; mais on peut éviter cet inconvénient en disposant en différents points de la table d'harmonie trois ou quatre instruments montés sur un même support creux, et c est de l'intérieur de ce support que le tube de caoutchouc doit aller à Toreille. La longueur de ce tube est d'ailleurs indifférente, car, en substituant des tubes de 4 mètres au petit tube de 70 centimètres, je n'ai pu reconnaître le moindre affaiblissement dans les sons transmis.

EXPÉRIENCES POUR CONSTATER L'INFLUENCE DU MOUVEMENT DE LA SOURCE DU SON SUR SA HAUTEUR.

(Catalogue illostré de 1865.)

Si la source d'où parlent les vibrations d*un son se rapproche ou s'éloigne de l'oreille, le nombre de vibrations qui arrivent à Toreiile est augmenté dans le premier cas, et diminué dans l'autre. Pour s'en convaincre, on met deux diapasons u^4 et 1*^4+ 4 v.rf., montés sur leurs caisses de résonance et donnant exactement quatre battements par seconde, l'un à côté de l'autre, & quelque distance de l'oreille ; puis, ayant constaté d'abord qu'ils donnent bien les quatre battements par seconde, on rapproche le plus grave des deux de l'oreille, d'environ 60 centimètres, tout en continuant de compter les battements. L'oreille reçoit alors de ce diapason une vibration double de plus, pendant le temps employé à le déplacer, et l'on constate la perte d'un battement dans le même temps. Si c'est le plus aigu des deux diapasons que l'on rapproche de l'oreille, on obtient un battement de plus.

Si on tient l'un des diapasons à la main, les yeux fixés sur un pendule qui bat les secondes, on arrive sans peine à lui donner un mouvement de va-et-vient, tel qu'on entende toujours alternativement trois et cinq battements par seconde. J'ai enfin fait l'expérience en mettant les deux diapasons à une certaine dislance l'un de l'autre, et en promenant entre eux, soit l'oreille elle-même, soit, ce qui est de beaucoup préférable, un résonateur ut,,^ mis en communication avec l'oreille par un tube en caoutchouc.

Je ferai encore observer qu'on arrive, par le même procédé, à déterminer approximativement la longueur d'onde d'un son et sa hauteur.

(Comptes rendus de rAcadémie des sciences, 25 avril 1870.)

D'après les recherches de MM. Donders et Helmholtz, la bouche, disposée pour rémission d'une voyelle, a une note de plus forte résonance qui est fixe pour chaque voyelle, quelle que soit la note rondamentalc sur laquelle on la donne. Un léger changement dans la prononciation modifie assez sensiblement les notes vocales pour que M. Helmhoitz ail pu proposer aux linguistes de définir par ces notes les voyelles appartenant aux différents idiomes et dialectes. Il y a donc un grand intérêt à connaître exactement la hauteur de ces notes pour les différentes voyelles. M. Donders a tenté d'y arriver par l'observation du frôlement ou siRlement que produit le courant d'air dans la bouche lorsqu'on donne les voyelles en chuchotant ; les notes qu'il a trouvées diffèrent beaucoup de celles que donne M. Helmhoitz. Ce dernier s'est servi d'une série de diapasons, qu'il faisait vibrer devant la bouche disposée pour articuler une voyelle. Toutes les fois que le son était renforcé par l'air enfermé dans la cavité buccale, cette masse d air était évidemment à l'unisson du diapason. Par ce procédé, plus exact que le premier, M. Helmhoitz a trouvé que la voyelle A était caractérisée par la note fixe (sib)^, par (sib),, E par (sib)^, et ces résultats paraissent effectivement incontestables. Gomme il ne disposait pas de diapasons assez aigus pour la voyelle I, H. Helmhoitz a essayé d'en déterminer la note caractéristique par le moyen déjà employé par M. Donders, et il a trouvé le ré «• Si l'on accorde un diapason pour cette note, on constate, en effet, qu'elle est renforcée pendant que la bouche passe de E & I ; seule* ment, j'ai pu m'assurer que le renforcement a lieu avant que la

bouche soit exactement disposée pour l'I. La véritable caractéristique de l'I devait donc être plus élevée. En construisant des diapasons de plus en plus aigus, je constatai que j'approchais de cette note; elle s'est trouvée, en définitive, être le (sî^je; avec des diapasons encore plus élevés, on sent tout de suite que la limite a été dépassée.

» Pour rOU, M. Donders avait donné le /a,. Cette note peut sans doute être renforcée par la bouche, mais c'est seulement en s'écartant très peu de la position 0, et Ton sent que la note de TOUdoit être beaucoup plus grave. Aussi M. Helmholtz assigne-t-il à TOU le /Vi,. Toutefois, un diapason /*a, ne résonne pas devant la bouche disposée pour TOU, ce que M. Helmholtz explique par la petitesse de rouverture de la bouche; mais il m'avait semblé que cette petitesse de rouverture, tout en rendant impossible un renforcement très énergique, devait pourtant encore permettre une augmenta* tion de l'intensité du son assez appréciable. Ayant d'ailleurs constaté les rapports simples qui existent entre les notes des voyelles 0, A, E, I, échelonnées par octaves, j'ai pensé que cette loi s'étendrait à la voyelle OU. J'ai vérifié cette hypothèse d'une manière minutieuse, à l'aide d'un diapason dont je pouvais faire varier la hauteur par des curseurs; j'ai pu ainsi m'assurer que la note caractéristique de l'OU (tel que je le prononce ordinairement) était réellement le (sit^),, car le maximum de résonance avait toujours lieu entre 440 et 460 vibrations simples.

Pour la prononciation des Allemands du Nord (à laquelle se rapportent aussi les expériences de M. Helmholtz), les voyelles sont donc caractérisées comme il suit :

ou A E I

(Sib), (Sib), (8lb), (Sib), (8ib\

soit, en nombres ronds de vibrations simples, 450, 900, 1800, 3600,

Il me paraît plus que probable qu'il faut chercher dans la simplicité de ces rapports la cause physiologique qui fait que nous retrouvons toujours à peu près les mêmes cinq voyelles dans les différentes langues, quoique la voix humaine en puisse produire un nombre indéfini, comme les rapports simples entre les nombres de vibrations expliquent l'existence des mêmes intervalles musicaux chez la plupart des peuples.

Gomme les nombres indiqués ici ne se rattaclient pas i des nombres de vibration usités, je les ai remplacés plus tard par les nombres suivants qui s'en éloignent très peu, et qui peuvent être considérés comme tout aussi exacts :

Ces nombres représentent Tharmonique 7 des noies u^-l, uti, uiu w^s, w^i. (Voyez p. 64.)

Touchant la note caractéristique de la voyelle OU, M. Helmholtz dit (Théorie physioL^k' éd., p. 179): «Le caractère grave attribué par moi à la voyelle OU ayant été révoqué en doute, j'ajouterai que, si j'applique à l'oreille un résonateur accordé pour la note /as et que, chantant un /*a, ou un sîb^ comme son fondamental, je cherche la voyelle voisine d'un OU qui donne la plus forte résonance, le résultat ne répond pas à un OU sourd, mais & un OU qui se rapproche d'un 0. » Cette expérience prouve simplement que la note que M. Donders assigne à TOU, à savoir le /a,, est trop élevée, mais elle ne prouve pas que le /a, de M. HelmhoKz ne soit pas trop grave.

Ayant répété ces expériences avec des résonateurs accordés pour le /*a, et pour la note que j'ai indiquée moi-n\ème (448 v. s., note voisine du /a#,), j'ai trouvé, en chantant l'octave grave et la douzième de ces notes, qu'indépendamment des voyelles choisies, elles existaient toujours dans le timbre même de la voix, et provoquaient dans le résonateur une résonance tellement forte qu'il était difficile de constater d'une manière certaine une variation de leur intensité correspondant aux différentes voyelles de la voix. Les deux résonateurs m'ont été au contraire fort utiles pour observer l'énergie dé la résonance dans la cavité buccale pendant que divers diapasons étaient approchés de la bouche disposée pour la voyelle OU. En appliquant à l'oreille le résonateur /a, pendant que je chuchotais devant le diapason les diverses voyelles, ou que je me contentais de disposer la bouche pour l'émission de ces voyelles, la voyelle OU ne paraissait presque pas renforcée ; mais quand j'arrivais au diapason 448, le résonateur correspondant étant appliqué & l'oreille, ce dernier résonnait fortement si la bouche était disposée pour l'OU.

Dans ces expériences, il ne faut pas faire vibrer les diapasons trop fortement, afin quêteurs sons n'agissent pas sur les résonateurs directement par l'air, sans être renforcés par la cavité buccale.

Cette méthode qui consiste à introduire un résonateur dans l'oreille pendant qu'on fait vibrer le diapason devant la bouche, se recommande aussi pour la détermination des sons propres très graves de la bouche qui correspondent aux voyelles E et I. Pour TI, la résonance du /a, reste, à la vérité, douteuse même avec cette méthode ; mais le /b, résonne alors distinctement en chuchotant TE, pourvu qu'on observe la précaution indiquée par M. Helmholtz, d'approcher le diapason aussi près que possible de l'ouverture de la cavité située derrière les dents supérieures.

Si, au lieu de se servir de diapasons pour la recherche des notes caractéristiques des voyelles dans la cavité buccale, on veut les mettre en évidence en les faisant résonner directement, le courant d'air que l'on chasse, sous une assez forte pression, par la fente de l'embouchure universelle, doit passer sur l'ouverture de la bouche , pendant qu'on la dispose tour h tour pour les diverses voyelles, et ces dernières s'entendent alors exactement comme si elles étaient chuchotées. En soufflant d'en bas contre la rangée de dents supérieure, on peut même faire résonner la masse d'air de la bouche aussi fortement qu'un tuyau d'orgue ; on y réussit facilement pour les voyelles et A ; seulement, pour obtenir les sons exacts qui répondent au timbre de ces voyelles, il faut un peu corriger avec la langue, à cause de la masse d'air située entre les dents et les lèvres, qui ne peut plus, dans ce cas, agir comme lorsque le courant d'air passe sur les lèvres ; il est aussi à supposer que le son de la cavité buccale s'élève un peu sous l'action d'un fort courant d'air, comme cela arrive pour les tuyaux d'orgue.

Je n'ai jamais pu, par ce procédé, mettre en évidence les sons propres graves des voyelles M, E, I, même lorsque je parvenais à en faire résonner fortement les notes propres élevées, au moyen d'un puissant courant d'air dirigé contre les dents supérieures. Il est donc probable que ces notes graves ne jouent, par rapport aux notes plus élevées, qu'un rôle secondaire comme caractéristiques des voyelles en question. L'absence des notes graves dans cette expérience est d'autant plus singulière qu'en soufflant dans un petit tuyau en communication avec une cavité on obtient toujours aisément & la fois les deux sons propres, celui du tuyau et celui du système entier, comme j'ai pu m'en assurer par un grand nombre d'expériences.

En effet, voulant étudier de plus près les vibrations des masses d'air confinées dans une cavité dont les trois dimensions diffèrent

peu entre elles et dans un tuyau, j'ai fait des expériences avec une série de 15 résonateurs sphériques, dont les diamètres variaient de 13 à 3 centimètres, mais qui avaient tous le même orifice, de sorte qu'un petit tube qui s adaptait à cet orifice pouvait être introduit dans tous ces globes. En ajoutant un tube d'un calibre de 9 millimètres et de 41 millimètres et demi de longueur, accordé pour le son de 7168 v. s., le résonateur le plus grave [fa^ était baissé d'une quinte, à peu près jusqu'au {ab-^; pour les résonateurs suivants, l'abaissement produit par i'addilfon du tube était déplus en plus sensible, cl le dernier ;?'és\ dont le diamètre h'élait que de 30 millimètres, était baissé d'une dixième, sa note descendant jusqu'au 8i\. Au contraire, le son propre du tuyau restait le même avec tous les résonateurs graves, et ce n'est qu'avec ceux dont le diamètre n'était plus que de quelque 30 millimètres, qu'on pouvait constater un faible abaissement de sa note propre, qui pouvait aller à un demi-ton avec le plus petit [ré^.

Une autre série d'expériences, entreprise avec un tube additionnel de 67 millimètres de longueur et d'un calibre de il millimètres (rée), a donné des résultats analogues; seulement, à cause de sa longueur plus grande, ce tube a produit un abaissement plus sen sible des notes des résonateurs, dont le plus grave a été baissé & peu près d'une sixte, et le plus aigu de près d'une douzième (depuis le ré^ jusqu'au soH^]. Ici encore, l'altération de la note du tube ne s'est fait sentir qu'avec les résonateurs les plus petits, où elle a atteint un demi- ton.

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LES FLAMMES MANOMÊTRIQUES.

{Annales de Pogffefidor/f, 1872.)

Au commencement de Tannée 1862 , j'avais imaginé une méthode nouvelle d'observation ayant pour but de rendre sensibles à l'œil les ondes sonores, en d'autres termes, les variations de densité de Tair quand il est traversé d'ondes engendrées par les vibrations d'un autre corps ou quand il vibre lui-même, comme d'autres méthodes employées en acoustique jusque-là permettaient d'étudier les vibrations des corps d'où naissent les ondes sonores. Le premier appareil basé sur cette méthode figurait déjà à l'exposition de Londres en 1862; depuis j'ai construit sur le même principe toute une série d'appareils dont la description se trouve pour les uns, d'abord dans les Annales de Poggendor/f [t. CXXII, pages 242 et 660 ; 1864], pour d'autres, en abrégé, dans mon Catalogue de 1865. Dans les pages suivantes je décrirai tous ces ap* pareils comme les nouveaux qui ont été construits depuis la publication du catalogue de 1865, ainsi que les expériences auxquelles ils donnent lieu.

La petite disposition sur l'emploi de laquelle repose essentiellement ma méthode, et que j'appelle « capsule manométrique », consiste en une cavité pratiquée dans une planchette de bois et fermée par une mince membrane; deux tubes s'y engagent, dont l'un peut amener du gaz d'éclairage, et l'autre, terminé par un bec, donne issue à ce gaz et permet de l'allumer. Maintenant supposons que Tair se condense ou se dilate brusquement devant la membrane ; dans le premier cas, la membrane chassée vers l'intérieur de la capsule comprime le gaz qui s'y trouve, et par suite la flamme s'allonge ; dans le second, la membrane est tirée au

48 LES FLAMMES MANOMÉTRIQUfiS.

dehors^ la cavité s'agrandit, et par suite de la raréfaction du gaz, la flamme aspirée devra se raccourcir. On sait que, comme tous les corps élastiques, une membrane ne possède qu'une série déterminée de sons propres, et Ton pourrait croire d'après cela que la capsule manomélrique ne donnerait de résultats que lorsque le son qui agit sur elle est à Tunisson d'une des noies propres de la membrane; il n'en est rien, car outre les vibrations qu'un corps exécute en vertu de son élasticité, on peut évidemment lui imprimer n'importe quel mouvement, pourvu que la force employée l'emporte de beaucoup sur la résistance dont il est capable. Prenons, par exemple, une corde mince, longue , accordée pour un son fondamental de 100 vibrations et mettons-la par son milieu en communication avec la branche d'un diapason massif et épais, de 110 vibrations par seconde; aussitôt que ce dernier vibrera, la corde sera naturellement obligée d'aller et de venir 110 fois par seconde, bien que par elle-même elle ne puisse exécuter que 100 oscillations, ou bien 200, 300, etc. Dans ce cas elle ne vibre donc pas, à proprement dire; elle est seulement tour à tour poussée et tirée d'une façon purement mécanique. C'est précisément ce qui a lieu pour la capsule manométrique, qui est construite de façon que sa résistance aux condensations et dilatations alternatives de l'air puisse être considérée comme insignifiante. Une seule et même capsule est donc en réalité également impressionnable à tous les sons possibles, et des capsules dont les membranes ne sont pas concordantes donnent sous l'influence du même son les mêmes résultats.

Si plusieurs capsules sont alimentées par le même réservoir et qu'on en fasse marcher une, les flammes des autres se mettent aussi en mouvement. Lorsque , par exemple, la membrane est chassée vers l'intérieur de la capsule, le gaz comprimé ne fait pas seulement monter la flamme correspondante, mais, cette pression se propageant aussi par les tubes de conduite jusque dans le réservoir commun, et de là arrivant aux autres capsules, allonge aussi les flammes de celles-ci, bien que d'une quantité moindre. De même un mouvement imprimé à la. membrane en sens contraire produit des effets opposés. Quand on emploie plusieurs capsules en même temps, il faut donc avant tout se mettre à l'abri de cette influence réciproque. Dans une première tentative faite pour la neutraliser, je plaçai, entre le réservoir et les capsules, des tubes en caoutchouc longs et minces, mais le résultat