f- flU' IjO formule V = v -^ devient donc

Ainsi avec les hypothèses que nous avons faites, les for* mules de Newton et de Laplace conduisent pour l'air à la même formule (A).

Mais une compression de Tair ne peut pas se faire sans qu'il y ait dégagement de chaleur, par suite élévation de température ; il en résulte une augpfientation de la force élastique dont nous n'avons pas tenu compte.

Quand une onde traverse l'air, le passage se fait si rapidement que l'on peut admettre que la chaleur dégagée par la compresion reste tout entière dans le gaz , et qu'il n'y a ni gain ni perte de chaleur venant du dehors. On peut l'admettre, sans crainte d'erreur, quand la propagation se fait dans l'air libre, indéfini dans tous les sens ; mais cette hypothèse pourrait bien ne pas être entièrement exacte quand la propagation se fait par Fair renfermé dans un tuyau métallique, de petite section^ et à paroi épaisse. Quoi qu'il en soit, nous admettrons que, dans tous les cas, il n'y aura jamais ni gain ni perte de chaleur.

Supposons que la compression qui existe dans l'onde soit telle qu'un volume v d'air devienne ç — A(>, s'il n'y avait pas dégagement de chaleur, l'élasticité e deviendrait d'après la

loi de Mariotte e (—^^ = ef\ — -^j ; mais ce changement d'élasticité n'influe pas sur la vitesse de propagation

= V -^ , parce que la densité d subit un changement égal.

Mais si la compression dégage de la chaleur , par suite élève la température sans changer la densité^ alors la vitesse devient d'après Laplace V = V î^^-^ — î

k étant une quantité qu'il s'agit de déterminer.

Or, si l'on représente par m le rapport entre les deux chaleurs spécifiques du gaz sous pression constante et sous volume constant, si Ton admet que ce rapport est le même sous toutes les pressions, enfin que la chaleur dégagée reste en entier dans le gaz, on doit avoir d'après la loi de Poisson :

Le changement d'élasticité produit uniquement par le dégagement de chaleur est donc

d'où

mais

r Ap\-' Ai/ A«/* Ai^

I'-tJ =' + -;r + - + T»--*--

par suite

*=^(('» -V)^+(2fc±ii .)^+(2(2±|X2±2) ,j

lO INTRODUCTION.

OU enfin

*m-i + -i^ ^ ij+— (^-^ ^ ij + ... (B)

La vitesse de propagation de l'onde est donc représentée par la formule générale

V = \/fo,76o(i-f-«r)j«.+~(-J-^-.i)+(-S^^-^ -'-i)+...

Si -~ est une fraction assez petite pour que l'on puisse négliger tous les termes qui renferment des puissances

supérieures a — , on aura

et par suite

Si Ton peut négliger — , on aura simplement

eu) m. 0,760. (E)

C'est l'expression de la vitesse du son, telle qu'elle a été donnée par Laplace^ et qui a été généralement admise par les physiciens.

Cette formule n'est qu'une approximation ; elle suppose que l'air suit rigoureusement la loi de Mariotte ; de plus, que les ondes ne possèdent qu'une différence de pression insensible par rapport au milieu ambiant. Elle ne s'applique donc qu'aux ondes très-faibles, et elle doit s'éloigner

d'autant plus de la réalité que Tonde sera plus intense (i).

Nous ne nous sommes occupé jusqu'ici que de la propagation d'une onde comprimée ; il est facile de voir que les mêmes considérations s'appliquent à la propagation d'une onde dilatée -et qu'on arrivera nécessairement à la même formule pour la vitesse de propagation. En effet, la propagation de Tonde dans le milieu élastique ne consiste qu'en la propagation de l'excès de force élastique qui existe dans l'intérieur de Tonde, Si le milieu jouit de l'élasticité parfaite, cet excès se propagera de la même manière, qu'il soit négatif ou positif, c'est-à-dire pour Tonde dilatée comme pour Tonde comprimée.

La compression dans Tonde comprimée produit un dégagement de chaleur qui augmente l'élasticité, par conséquent la différence d'élasticité avec le milieu tranquille. La dilatation dans Tonde dilatée produit une absorption de chaleur, c'est-à-dire une diminution dans l'élasticité. Lorsque le milieu est d'une élasticité parfaite, la diminution dans Tonde dilatée est égale à l'augmentation qui a eu lieu dans Tonde comprimée ; ainsi la différence entre l'élasticité de Tonde dilatée et celle du milieu tranquille est la même que celle qui existait entre l'élasticité de Tonde comprimée et celle du même milieu.

Lorsque les ondes sont produites par les vibrations iso* chrones d'un corps élastique, comme cela arrive pour les ondes sonores, on aura la succession d'ondes, comprimées

(4) M. Schrœder van der Kolk, dans un mémoire remarquable publié en 1865 danà les Annales de Poggendorffy tome CXXIV, page 453, est arrivé aux mêmes conséquences en s'appuyant sur les principes de la théorie mécanique de la chaleur^ et en faisant voir que les équations générales ne donnent la formule de Laplace que quand on néglige Tintensité du mouvement vibratoire.

et dilatées, qui passeront en un même point du milieu avec la même vitesse, et celle-ci sera donnée par la formule que nous avons développée plus haut.

En résumé, la théorie que je viens de développer repose sur des principes, dont quelques-uns sont contestables. Ainsi :

i^ Nous avons admis que les gaz sont des fluides élastiques parfaits^ qui suivent par conséquent rigoureusement la loi de Mariotte. L'expérience nous a prouvé qu'il n'en est pas ainsi, et il est possible que cette anomalie exerce une influence sensible sur la vitesse de propagation de l'onde.

2® Pour tenir compte de l'influence de la chaleur dégagée dans l'onde par la compression, nous calculons la force élastique qui en résulte par la formule

dans laquelle m représente le rapport entre les deux chaleurs spécifiques du gaz, sous pression constante et sous volume constant. Or' cette formule suppose encore que le gaz suivrait la loi de Mariotte, si la chaleur dégagée se dissipait instantanément au dehors. Il serait plus exact de dire que m est une fonction encore inconnue de e et de v^ qui devrait satisfaire à la véritable loi de l'élasticité.

3® Le changement de force élastique produit par la cha-

Ap leur dégagée est représenté par la fonction (B) de — ,que

nous avons développée en série suivant les puissances ascendantes de — • Mais nous avons réduit cette série à ses deux

Ap

premiers termes (C) en négligeant toutes les puissances de —

INTRODUCTION^. l3

supérieures à la première. Cela suppose que — est trèspetit; il faudra s'assurer dans chaque expérience, s*ii en est réellement ainsi.

4^ La valeur approximative (C) de (i + A:) étant introduite dans la formule de la vitesse de propagation donne une expression (D), que nous avons également développée en

série suivant les puissances ascendantes de — . On devra prendre un nombre de termes d'autant plus grand que —

sera une fraction plus considérable. Lorsque — est une

fraction infiniment petite, on peut se borner au premier terme du développement, et c'est seulement à ce cas que s'applique réellement la formule de Laplace

b Ainsi, avant de recourir à cette formule, on devra s'assurer si

— est véritablement négligeable.

5*^ Lorsque la fraction — a une valeur sensible, son influence se reconnaîtra dans la vitesse observée. Cette vitesse augmentera sensiblement avec la valeur de — , c'est-à-dire

avec l'intensité de l'onde. Ainsi, si la théorie mathématique est exacte, la vitesse de propagation d'une onde dans un même milieu est d'autant plus grande que l'excès de force élastique de cette onde, ou son intensité, est plus considérable.

l4 INTRODUCTION.

La formule générale

permet de calculer la vitesse de propagation d'une onde quelconque quand on a défini nettement le milieu gazeux

dans lequel Fonde se propage, et son intensité — au point

de départ. Mais il reste encofe des doutes sur la valeur de m, telle qu'elle a été donnée par des expériences dont aucune ne réalise les conditions dans lesquelles m intervient dans la propagation des ondes. La méthode employée d'abord par Gay-Lussac, Clément et Desormes, Masson, modifiée plus tard par MM. Gazin, Weissbach, Laboulaye et Tresca, s'applique à un phénomène complexe, dans lequel la quantité m joue certainement le rôle principal, mais dont on ne peut pas encore aujourd'hui préciser tous les éléments.

£n tous cas, c'est en mesurant directement la vitesse avec laquelle des ondes d'intensités très-différentes se propagent dans des milieux gazeux dont on fait varier les éléments, que l'on peut reconnaître :

I® Si cette formule est exacte pour l'air atmosphérique;

2^ Si on peut l'appliquer même aux gaz qui s'éloignent davantage de la loi de Mariotte;

3® Enfin dans quels cas on peut remplacer la formule générale (D) par la formule plus simple de Laplace,

V = v ^ (i + or) . m. 0,760.

Plusieurs physiciens ont cherché à déterminer la vitesse du son en mesurant la longueur des ondes isochrones qui produisent un son musical dont la note est exactement con-

INTRODUCTION, l5

nue. Soient \ la longueur de l'onde, N le nombre de vibra* tions par seconde, on a

Mais il est difficile de mesurer directement, et avec une précision suffisante, la longueur d'une onde sonore, et les méthodes indirectes, fondées sur l'emploi des tuyaux d'orgue, soulèvent beaucoup d'objections. Ce mode d'expérience ne s'applique d'ailleurs qu'à des ondes de faible intensité, et ne pourrait pas servir à la vérification de notre formule, dans rétendue oh il convient de la suivre.

Supposons qu'en un point d'un milieu parfaitement élastique, et indéfini dans tous les sens, il survienne une explosion qui donne naissance à une petite sphère du rayon r. Cette sphère comprimera le milieu ambiant, et se trouvera ainsi enveloppée d'une couche plus dense, dont l'épaisseur d serai d'autant plus petite que l'explosion aura été plus instantanée. L'excès, e de la compression* dépend à la fois de l'énergie de l'explosion et de sa durée. Si l'explosion est absolument instantanée , l'épaisseur de l'enveloppe compri- Qiée sera infiniment petite, et l'excès e de pression sera le même dans toute son épaisseur ; cet excès sera au contraire variable si l'explosion n'est pas instantanée.

La compression se propagera sphériquement dans le milieu /élastique , et à chaque instant il existera dans l'onde la même quantité décompression. Lorsque Tonde a pour rayon r, cette quantité est représentée par

quand elle a pour rayon R, la compression est représentée par

l6 INTRODUCTION.

et l'on doit avoir d'où

Ainsi la compression qui existe en chaque point de Tonde, c'est-à-dire son intensité, diminue en raison inverse du carré de la distance de Tonde à son origine.

Si l'explosion se fait à l'orifice d'un tuyau rectiligne indéfini, d'une section constante Sj et dont les parois sont d'une rigidité absolue, Tonde ne sera sphérique qu'au point de départ; à une distance suffisante de ce point, elle pourra être considérée comme une onde plane, d'une section ^, qui, si elle ne perd rien par la pression qu'elle exerce latéralement sur les parois du tuyau, se propagera indéfiniment en conservant son intensité constante.

Mais il est important de remarquer que toutes ces conditions ne seront remplies que si le milieu jouit de l'élasticité parfaite, et si les parois du tuyau n'interviennent pas dans le phénomène , soit par des résistances , soit en absorbant une petite partie de la chaleur dégagée par la compression.

Il est donc nécessaire de s'assurer par l'expérience jusqu'à quel point ces conditions sont remplies dans notre monde réel.

Quoi qu'il en soit, j'ai pensé que la vitesse de propagation des ondes dans des tuyaux rectîlignes de grande étendue pourrait être étudiée et mesurée avec une plus grande précision que dans Tair libre. £n effet :

1* L'intensité de Tonde diminue beaucoup moins avec la longueur du chemin parcouru ;

a* On peut lui faire subir des réflexions successives aux

extrémités fermées du tuyau , de manière à lui faire par courir des chemins doubles, triples, quadruples, etc., etc.^ de la longueur dont on dispose ;

3* Le gaz dans le tuyau n est pas traversé par une infinité de courants et d'ondes qui sillonnent notre atmosphère libre; on peut donc espérer réaliser les conditions dans lesquelles le milieu gazeux, parfaitement tranquille, ne sert qu a la transmission de Tonde;

4* On peut modifier à volonté la nature et l'intensité de l'onde que l'on produit à l'origine du tuyau, tandis que dans l'air libre on n'a jamais pu mesurer la vitesse de propagation que sur les ondes sonores, très-intenses à l'origine, celles qui sont produites parles armes à feu ;

5* Dans une ligne de tuyaux, il sera plus facile de con-

naître la température du milieu élastique : lorsque les tuyaux sont eiifouis à une même profondeur en terre, cette température est sensiblement la même dans toute la ligne;

6^ L'air est toujours complètement saturé d'humidité dans les tuyaux enfouis en terre, ou maintenus dans des galeries souterraines, tandis qu'il est à peu près impossible de déterminer exactement la fraction de saturation de l'air dans la longueur considérable parcourue par le son dans notre atmosphère.

On conçoit, d'après les considérations que je viens de développer, que c'est surtout dans les tuyaux que l'on peut espérer faire des expériences assez précises pour déterminer l'influence des circonstances si diverses, qui peuvent modifier la vitesse de propagation des ondes dans les milieux gazeux.

Les seules expériences, entreprises jusqu'ici pour déter-

l8 INTRODUCTIOir.

miner directement la vitesse de propagation des ondes dans les milieux gazeux, ont été faites dans l'air atmosphérique libre, et Ton s'est borné aux ondes sonores, très-intenses , qui sont produites par un coup de canon et en suivant ces ondes depuis leur origine. La méthode à laquelle on a eu toujours recours est la suivante :

On choisit deux stations A et 6, aussi éloignées que possible, mais qui doivent être en vue Tune de l'autre ; on détermine rigoureusement leur distance.

A la station A on dispose une pièce de canon que l'on dirige vers la station fi.

Un observateur se tient à la station B ; il est placé auprès d'un pendule à secondes, ou bien il est muni d'un compteur à secondes, bien réglé, et que je supposerai à pointage.

Le canon doit tirer à des moments déterminés d'avance. Ix)rsqu'un de ces moments approche, l'observateur de la station B observe attentivement la pièce A, et, aussitôt qu'il aperçoit la lumière , il marque le départ du coup sur son compteur.

Il pointe une seconde fois sur le compteur , lorsque son oreille perçoit l'arrivée du son.

Le nombre de secondes et de fraction de seconde qui s'est écoulé entre les deux pointages successifs indique le temps que le son a mis pour parcourir la distance qui sépare les deux stations.

Je ne m'arrêterai pas aux précautions que les observateurs ont prises pour éviter les causes perturbatrices, pour éliminer l'influence du vent, etc., etc.; j'aurai occasion d'y revenir plus tard.

Cette méthode , très-simple dans son exécution , pré-

sente des causes d'incertitude sur lesquelles je dois insister. L'observateur marque le départ de Tonde lorsque son œil aperçoit la lumière du canon. Il apprécie la fraction de la seconde en fractionnant, au sentiment, l'intervalle entrelesdeux battements de son pendule à secondes, ou , s'il se sert d'un compteur à secondes, en la concluant de la position de la marque entre les deux traits qui limitent la seconde entière. Or, quelle que soit l'agilité de Fobservateur et son habileté dans ce genre d'expérience, je ne pense pas qu'il puisse être «sûr de j de seconde. Les conditions sont ici bien plus défavorables que quand il s'agit d'observations astronomiques : dans celles-ci on note l'instant du passage, sous le fil du micromètre, d'une étoile dont on suit le mouvement uniforme dans le champ de la lunette, tandis que, dans les expériences qui nous occupent, l'observateur est toujours surpris par le départ du coup. De plus, surtout lorsqu'on fait partir la pièce avec une mèche allumée, comme cela se faisait anciennement, deux flammes se produisent à la fois : la première s'échappe de la lumière , la seconde sort de la bouche de la pièce. Or il peut y avoir un intervalle sensible entre ces deux apparitions qui arrivent superposées à l'observateur placé en fi. L'observateur compte les secondes et les fractions de seconde sur le pendule jusqu'au moment où son oreille reçoit la perception du son , ou bien il pointe vivement ce moment sur le compteur. Mais il est évident que cette marque de l'arrivée présentera autant d'incertitude que celle du départ.

Peut-on admettre l'instantanéité absolue des sensations qui sont produites en nous par les organes de la vue et de l'ouie? Le temps qui s'écoule depuis l'instant de la perception et celui où la volonté opère est-il absolument nul ? Peut-

20 INTBODIÏCTION.

on négliger le temps que le doigt met à pousser la pointe du compteur, etc., etc.

L'erreur qui peut provenir de ces diverses causes est d'autant plus notable que les stations A et B sont plus rapprochées; j'ai reconnu par des expériences directes qu'elle s'élevait souvent à -^y quelquefois même à j de la vitesse réelle, quand la distance entre les deux stations est de 5oo mètres- Cette méthode ne peut donc être employée que pour des ondes très-intenses et quand l'observateur est à une distance d'au moins 10,000 à 20,000 mètres. Elle ne conviendrait nullement aux recherches que je me suis imposées, cardans celles-ci il faut pouvoir faire varier beaucoup l'intensité des ondes au départ, et mesurer leur vitesse dans les diverses parties de leur parcours.

L'application des principes de la télégraphie électrique à la détermination de la vitesse de propagation du son simplifie beaucoup la question, et elle permet de supprimer complètement l'intervention de l'observateur. J'indiquerai d'abord sommairement ma manière d'opérer ; je décrirai ensuite avec détail les divers appareils qui interviennent dans le travail. Il sera plus facile alors de faire comprendre le rôle qu'ils jouent dans chaque expérience et les conditions auxquelles ils doivent satisfaire.

Je prendrai le cas d'une onde comprimée qui se propage dans une ligne de tuyaux dont on connaît exactement la longueur ; on cherche le temps qui est nécessaire à l'onde pour parcourir cette ligne. Je suppose que l'onde est produite par un coup de pistolet tiré à l'origine A. Dans ce cas, l'orifice A du tuyau est fermé hermétique-

ment par une plaque de tôle, percée d*uiie ouverture circulaire. Le canon du pistolet s'engage dans cette ouverture, à l'aide d'un bouchon de liège qu'il traverse. Un (il télégraphique, bien isolé jde la terre, suit la ligne des tuyaux dans toute sa longueur ; il est constamment en communication avec l'un des pôles d'une pile disposée auprès de l'orifice A.

On charge le pistolet avec une quantité connue de poudre de chasse, que Ton comprime à l'aide d'une bourre de feutre. Le pistolet étant chargé, on tend sur la bouche du canon un fil fin d'acier ou de laiton qui communique par l'un de ses bouts avec le fil de la ligne télégraphique, et par l'autre avec la terre , laquelle est d'ailleurs en communication avec le second pôle de la pile. Le courant de la pile se trouve ainsi établi par l'intermédiaire du fil tendu sur la bouche du pistolet.

La seconde extrémité B de la ligne des tuyaux est fermée par une membrane mince en caoutchouc. Au centre de cette membrane on a collé un petit disque en platine qui communique avec la terre à l'aide d'un fil métallique très-flexible, et qui est soudé sur le petit disque. L'extrémité B du fil télégraphique se termine par une tige métallique, à pointe émoussée, qui se trouve exactement au devant du disque en platine de la membrane^ et que l'on peut en approcher à volonté. Lorsque la pointe ne touche pas le disque, le courant de la pile ne' peut pas gagner la terre par cette voie, puisque la communication métallique est interrompue.

Enfin, auprès de la station A se trouve un appareil enregistreur que je décrirai plus loin, mais que je réduirai, pour simplifier, à une surface plane, animée d'un mouvement régulier de translation, ou à un disque circulaire qui tourne

aa INTBODUCTION,

uniformément autour de son axe. Trois traceurs très-

flexibles s'appuient et marquent sur cette surface mobile. Le premier marque les oscillations d un pendule à secondes. Le second inscrit les vibrations régulières et continues d'un diapason.

Le troisième marque les interruptions et les rétablissements du courant qui surviennent dans le fil télégraphique.

Cela posé, pour faire une expérience, on donne le mouvement à l'appareil enregistreur, et l'on fait partir le coup de pistolet. La bourre en sortant du canon rompt le fil métallique tendu devant, et arrête' ainsi le courant. Cette interruption est marquée sur l'appareil enregistreur.

Lorsque Tonde arrive à l'extrémité B des tuyaux, elle pousse vivement la membrane de caoutchouc, dont le disque en platine vient frapper sur la pointe qui termine le fil de la ligne télégraphique. Le courant se trouve ainsi rétabli, et le moment de ce rétablissement est marqué sur l'appareil enregistreur.

Pour avoir le temps, en secondes, que l'onde a mis pour parcourir la ligne des tuyaux, il suffit de compter le nombre de vibrations du diapason, et la fraction de vibration qui se trouve comprise entre les marques du départ en A et de l'arrivée en B, ainsi que le nombre des vibrations du diapason qui coTresi)OTïdj au même moment, 9i une oscillation du pendule à secondes.

Cette description succincte suffit pour faire voir quels sont les appareils spéciaux nécessaires pour mes expériences ; je vais les décrire maintenant avec détail.

Appareil enregistreur.

Cet appareil est représenté (fîg. i et 2, planche II). Il doit enregistrer, simultanément, sur une même bande de papier noircie au noir de fumée :

i^ Les oscillations d'un pendule à secondes ;

2^ Les vibrations isochrones d'un diapason ;

3^ Toutes les interruptions et les rétablissements de courant qui surviennent dans le fil télégraphique par le départ et par les arrivées de l'onde en des points déterminés de son parcours.

Une bande de papier continu ayant 27 millimètres de largeur et une longueur de 4o à 5o mètres, noircie uniformément sur l'une de ses faces par du noir de fumée, est enroulée sur l'axe d'une bobine  (fig. 2), où elle se trouve maintenue latéralement par deux disques découpés sous forme de roues. La face noircie du papier est en dedans , c'est-à-dire tournée vers l'axe. La bobine tourne librement autour d'un axe horizontal implanté dans la pièce de bois HGF; un frein élastique j^ la gêne dans son mouvement de rotation, afin de l'empêcher d'obéir à la vitesse acquise.

Au sortir de la bobine A, le papier ppp s'applique par sa face blanche sur un rouleau R , à axe également horizontal (fig. 1 et a), autour duquel il tourne librement ; ii passe de là sur le rouleau Q, qui est lié invariablement à une poulie P, à plusieurs gorges de différenls diamètres, et qui reçoit un mouvement régulier de rotation par la petite machine électromagnétique (fig. 4). L^ bande de papier, par sa face blanche, est serrée contre le rouleau Q par un autre rouleau plus petit M, dont Taxe horizontal est monté sur la bielle gh qui tourne autour d'un centre fixe h. Le rouleau M peut ainsi s'écarter à volonté du rouleau Q, et il n'est serré contre ce dernier que par l'élastique qt.

Le système des deux rouleaux Q et M constitue une espèce de laminoir dont le cylindre Q reçoit seul le mouvement de rotation, et qui entraîne irrésistiblement la bande de papier ppp.

Nous avons dit que le papier était noirci sur sa face intérieure quand il est roulé sur la bobine A; la face noircie passe donc extérieurement sur le rouleau R, et c'est sur ce rouleau qu'elle reçoit, à la fois, les marques des oscillations du pendule, celles du diapason, enfin celles des ruptures et des rétablissements de courant dans le fil télégraphique. La bande de papier s'éloigne du rouleau R avec toutes ces marques; mais il faut qu'en passant dans le laminoir QM, les marques ne soient pas effacées. On y parvient en ne faisant pas frotter le cylindre M par son arête entière, mais seulement par deux petits anneaux en peau, fixés sur le cylindre à des distances telles qu'ils ne peuvent enlever le noir de fumée que dans les intervalles compris entre les lignes des marques que j'ai indiquées»

OBSCRIPTIOlf DES APPAREILS. a5

Le diapason est représenté en dd^d (fig* i et a); il est maintenu vertical sur la base de l'appareil par un écrou E. L'une de ses branches d porte le stylet marqueur de. Le mouvement vibratoire du diapason est produit par les électro-aimants B,B, dont les interruptions de courant sont réglées par Tinterrupteur Itkv. Une pile de deux éléments Bunsen, dont les pôles communiquent avec les fils a et p, maintient le diapason dans, un mouvement vibratoire parfaitement uniforme.

Les vis V,V permettent de rapprocher ou d'éloigner les âectro-aimants du diapason, afin de les mettre dans les meilleures conditions pour obtenir des vibrations très-régulières. Diverses dispositions, qu'il serait trop long d'indiquer ici, permettent de régler l'interrupteur à mercure pour que ses vibrations soient bien en harmonie avec les vibrations naturelles du diapason. La plus simple, celle à laquelle on a le plus souvent recours, consiste en une coulisse à vis/?, à l'aide de laquelle on fait varier la position du centre de gravité de la partie vibrante ll'p k.

Le godet v contient du mercure qui communique avec le fil € de la Bobine B; le mercure est surmonté d'une couche d'alcooL En faisant monter plus ou moins le godet Vy on amène le niveau du mercure à la distance convenable de la pointe métallique qui termine la lame vibrante du commutateur.

Le moteur électro-magnétique qui fait marcher la bande noircie est représenté (planche II, fig. 4); il est mis en mouvement par une pile de trois éléments de Bunsen , dont les pôles correspondent avec les pinces de serrage a et d. On arrête le moteur à l'aide du commutateur m, qui interrompt la circulation du courant.

Le mouvement du moteur se communique au rouleau Q (fig. 2) de Tappareil enregistreur par une courroie sans fin qui passe sur la gorge rrr du moteur électro-magnétique et sur Tune des gorges de la poulie P. On aura le mouvement de rotation lejplus rapide quand on choisira la gorge du plus petit diamètre.

La figure 3, planche II, représente le pendule que j'ai employé dans toutes les circonstances où il était impossible d'établir, à poste fixe, un grand pendule à secondes.

Ce pendule bat la demi-seconde ; il communique par les deux serrages a et|^ avec une pile de deux éléments Bunsen, n marque les secondes sur la bande de papier noircie. Je ne m'arrêterai pas à donner la description du systèmç électrique adapté au pendule, ni celle du commutateur, ni des moyens de le régler. Cette description ne serait intelligible que sur des dessins exécutés sur une grande échelle.

Les oscillations du pendule sont marquées sur la bande noire par le stylet ay (fig. i), que Télectro-aimant D met en mouvement par l'intermédiaire du levier articulé urxy^ dans lequel y représente un axe horizontal fixe • Le stylet ay ne s'écarte de sa position naturelle que dans les. lAoments où l'éiectro-aimant D, traversé par le courant^ attire le levier wr; au moment où le courant est interrompu, le stylet y est ramené par l'élastique ri. On fait varier la force du ressort élastique à l'aide^^de la vis o, qui agit sur le levier coudé nmi. Les écarts du stylet sont réglés par les deux vis s et $.

On fixe en a (fig-[3) le fil de l'un des pôles d*une pile Bun sen à deux éléments, en h un fil métallique qui rejoint en ^ le fil de la bobine D de [l'électro-aimant (fig. 1), et l'on fait communiquer le second pôle de la pile avec le fil ^ qui provient

DESCRIPTION DES APPAREILS. aj

de la seconde bobine D.De cette façon toutes les interruptions et les reprises du courant qui sont produites par les oscilla* tions du pendule sont marquées sur le papier noirci.

Le troisième stylet 6 (fig. i) marque les interruptions et les reprises du courant dans le fil télégraphique; il est disposé exactement comme le stylet a qui marque les oscillations du pendule. Il est ajusté à l'extrémité du levier articulé lir'ody'^ ayant un axe horizontal fixe en y ; la branche horizontale mV est attirée par Télectro-aimant C quand le courant le traverse, le stylet h se trouve ainsi écarté de sa position naturelle. Si le courant cesse dans Télectro-aimant , le stylet est ramené vivement à sa position naturelle par un ressort îf^ dont on modifie, à volonté, la tension à l'aide de la vis d agissant sur le petit levier coudé rim'i. Les écarts .du stylet b sont réglés au moyen des deux vis y,/, qui limitent les excursions du levier horizontal rV.

La pile qui agit sur la ligne télégraphique est une pile Marié au sulfate de mercure, et composée de quatorze petits éléments ; elle a une grande tension électrique qui se con* serve assez bien pendant quinze jours. L'un des pôles communique avec la terre ; l'autre est lié au fil es d'une des bobines G (fig. i) de l'électro-aimant. Le second fil eV des bobines C communique avec la ligne tél^raphique.

Il faut apporter le plus grand soin à établir une commu* nication parfaite avec la terre, et pour le pôle de la pile, et pour les fils fins qui terminent les petits disques métalliques des membranes. On ne l'obtient pas toujours suffisante par une simple communication avec les tuyaux de fonte, même quand ils sont enfouis dans le sol humide.

Je réunis les fils fins des membranes avec un gros fil de

fer bien décapé, et je couvre la jonction avec une lamelle d'étain qui fait plusieurs tours ; enfin, je serre la jonction sur une partie bien décapée de la bride du tuyau en fonte. Le fil de fer se termine par une large feuille de tôle ou de zinc sur laquelle il est soudé et que j'enfouis dans le sol, reconnu complètement humide, ou même dans Teau courante, si j'en trouve dans le voisinage. Ces précautions sont indispensables quand on veut conserver au courant son intensité.

Si une communication avec la terre s'établit quelque part sur la ligne télégraphique, le courant traverse les bobines de l'électro-aimant, et l'attraction du levier r^U fait faire un petit écart au stylet h. A la rupture du courant, le stylet est ramené à sa position naturelle par la réaction de l'élastique «V..

Le système articulé de chacun des stylets marqueurs doit être exécuté avec une grande perfection, afin de conserver une grande mobilité, quoique le mouvement ne lui soit permis que dans un seul plan vertical. Les figures 2 a et 2 ^ représentent le traceur proprement dit dans sa grandeur naturelle : j'j'est l'axe horizontal autour duquel le traceur peut tourner librement, efvjv anneau fixé sur cet axe; cd est une petite lame en acier, fixée sur l'anneau. Enfin une petite lamelle flexible ah en laiton est fixée sur la lame d'acier par un fil métallique fin. Cette lamelle est courbée, comme le montre la figure 2a; sa pointe émoussée h s'appuie faiblement sur le papier enfumé et y laisse sa trace. Le ressort élastique agit sur la goupille g.

Pour rendre facile l'ajustement des trois traceurs dont les pointes doivent se trouver dans le même plan vertical, quand elles ne pressent pas sur le rouleau R, on a rendu mobile

DËSCBIPTION DES APPAREILS. '2Q

Taxe de ce rouleau suivant une coulisse horizontale, de sorte que l'on peut éloigner, ou rapprocher, à volonté, ce rouleau des marqueurs. On ajuste donc exactement les lamelles [des traceurs pendant que le rouleau R en est éloigné.

La mobilité du rouleau facilite aussi l'installation du papier noirci.

L'appareil enregistreur ne doit jamais être placé sur une table de bois ; celle-ci transmet trop facilement les vibrations et peut ainsi déranger celles du diapason, surtout si elle reçoit simultanément les vibrations d'un autre corps élastique. Je l'installe solidement sur une dalle en pierre, ou sur un mur en briques, bien dressé, et je le maintiens toujours dans la même position, ce que je reconnais par un fil à plomb qui reste attaché à l'appareil.

Avant de commencer une série d'expériences, il faut régler avec le plus grand soin les diverses parties de l'appareil. Gela est facile pour le pendule et pour le traceur de la ligne télégraphique, mais il faut plus de temps et des précautions spéciales pour l'ajustement du diapason.

Les vibrations de l'interrupteur doivent être parfaitement concordantes avec celles du diapason. On le reconnaît par ce fait que les vibrations du diapason conservent alors toujours la même amplitude. Si cette amplitude est variable, si elle passe par des périodes régulières d'augmentation et de diminution, les vibrations naturelles des deux corps élastiques ne sont pas concordantes ; il faut modifier l'interrupteur , principalement à l'aide du petit curseur/? (fig. i), jusqu'à ce que l'isochronisme des deux corps vibrants soit parfaitement établi. Quand ce but est atteint, la marche du diapason se maintient régulière pendant cinq ou six heures.

3o DESCRIPTION DES APPAREILS.

Appareil pour noircir le papier au noir de fumée*

L'enfumage du papier au noir de fumée est une opération délicate, qui demande de l'habitude et une attention soutenue. La figure 5, planche II, représente l'appareil que j'emploie pour cela.

A l'extrémité d'un axe horizontal ah tournant dans les palliers a et b^ on ajuste la bobine A à l'aide de la vis de pression r. Cette bobine se compose d'un premier disque Ik surmonté^ à son centre, d'un petit cylindre en bois qui traverse le rouleau en papier, tel qu'il vient de la papeterie. Ce rouleau doit être solidement scellé sur le cylindre, afin qu'il ne puisse pas tourner quand on vient à tirer sur le papier pour le dérouler. Un second disque hg^ que l'on serre sur l'axe au moyen d'un écrou, facilite encore le fixage du rouleau de papier.

Un second axe horizontal cdy rigoureusement parallèle à Taxe ab, et tournant dans les palliers c,e^, porte à l'une* de ses extrémités une manivelle M ; on fixe sur la seconde extrémité la bobine 6C, qui est précisément la bobine A de l'appareil enregistreur (fig. i et a), et qu'il s'agit maintenant de garnir de papier noirci au noir de fumée. Les deux bobines doivent être exactement en face l'une de l'autre pour que le papier, se dévidant de la bobine A, s'enroule très- régulièrement sur la bobine BG. Pour faciliter cette régularisation des bobines , qui est indispensable à une bonne préparation du papier, on a adopté une disposition qui permet de rapprocher ou d'éloigner à volonté la bobine A de son pallier 6, et on l'arrête dans la position convenable à l'aide de la vis r.

DESCRIPTION DES APPAREILS. 3l

Au-dessous des bobines A etBC, et au milieu de Tintervalle qui les sépare, se trouve un gros cylindre horizontal en zinc NO, surmonté d'une cheminée Q ; on le remplit d'eau aux trois quarts.

On tire la bande de papier au-dessous du cylindre NO, et Ton colle, avec de la cire molle, le bout du papier sur le petit cylindre central en bois qui réunit les deux disques découpés de la bobine BG.

Les choses étant ainsi disposées, si Ton fait tourner la manivelle M dans le sens indiqué par la flèche, il est clair que le papier, quittant la bobine A, s'enroulera régulièrement sur la bobine BG en frottant sur la surface inférieure du cylindre NO plein d'eau. Mais pou]:que le papier reste suffisamment tendu entre les deux bobines et bien appliqué contre le cylindre, il faut que la bobine A ne tourne pas trop facilement, qu'elle éprouve un peu de résistance dans son mouvement. On y arrive à l'aide du petit frein m/i, lequel consiste en une lame courbée de laiton frottant extérieurement âur le disque^/.

Pour enfumer le papier, je me sers d'une lampe L, garnie d'une grosse mèche en coton de 5 centimètres de largeur; je la remplis d'huile de colza, mêlée avec quelques centièmes d'huile lourde de houille, ou de pétrole.

La lampe allumée est placée au-dessous du cylindre NO, de façon que la bande de papier se trouve dans la partie la plus fuligineuse de la flamme, qui doit en outre la déborder des deux côtés.

On fait marcher la manivelle d'un mouvement assez rapide, que l'on règle d'ailleurs selon l'apparence du papier noirci. L'opérateur doit surveiller constamment l'opération.

en suivant des yeux la bande enfumée, à mesure qu'elle se détache du cylindre NO; il se préserve de leclat de la flamme par un écran interposé.

L'eau du cylindre NO empêche la bande de s'échauffer assez pendant son passage rapide dans la flamme pour qu'elle puisse prendre feu, ou éprouver un commencement de torréfaction qui diminuerait sa consistance. Néanmoins, j'ai reconnu qu'il fallait échauffer préalablement l'eau à 4o^ ou 5o®, parce que, quand le cylindre est trop froid, il s'y dépose des gouttelettes d'eau provenant de la combustion ; le papier enfumé emporte quelques-unes de ces gouttelettes par sa surface frottante qui est restée blanche, et cela donne lieu, dans la bobine BG, à des maculatures sur la sur* face noircie.

L'opération doit se faire dans une chambre privée de courants d'air, sinon il faut abriter l'appareil avec des écrans convenablement disposés. Si toutes les dispositions sont bien prises, on peut facilement enrouler 5o à 60 mètres de papier, très-uniformément noirci, en moins d'une demi-heure.

Fixage du papier noirci.

A mesure que la bande de papier enfumé , entraînée par le laminoir Q, M(fig.â), se déroule, après avoir reçu les marques des stylets traceurs, l'observateur l'étalé sur une planche bien unie, placée sur le sol XY, et le dirige pour que les diverses parties noircies ne frottent pas les unes sur les autres, ni sur la planche qui les reçoit.

Lorsque le stylet de la ligne télégraphique a donné sa

dernière marque, Tobservateur arrête le moteur (fig. 4) en interrompant le courant par le commutateur m. Il coupe alors le papier au-dessous du laminoir Q, M, et il procède au fixage du noir de fumée.

Le liquide fixateur consiste en une dissolution de gomme laque dans l'alcool (i gramme de gomme laque dans i litre d'alcool). Ce liquide est placé dans une grande capsule , et l'on fait passer vivement la bande de papier à travers, la surface noircie étant tournée vers le haut. La bande mouillée est suspendue en l'air entre plusieurs ficelles tendues horizontalement, afin de laisser écouler le liquide en excès, et produire l'évaporation de l'alcool. La bande sèche peut être roulée sans que l'on ait à craindre l'altération des marques.

Membranes flexibles pour marquer P arrivée des ondes.

Toutes mes membranes sont formées par des lames de caoutchouc. J'ai essayé les diverses variétés de caoutchouc du commerce, et j'ai donné la préférence au caoutchouc brun, faiblement vulcanisé, d'une épaisseur de 7 millimètre environ quand il n'est pas tendu, et dont le décimètre carré de surface pèse ^^i. Ces lames, convenablement tendues, présentent une grande sensibilité et conservent indéfiniment leur élasticité.

La figure 7 représente la première disposition que j'ai employée pour des membranes de i décimètre de diamètre. La feuille de caoutchouc est serrée entre deux brides de métal, réunies par des vis qui traversent des trous pratiqués dans la lame de caoutchouc à Taide d'un fer chaud. La mem-

brane se trouve ainsi uniformément tendue, maison ne peut pas varier sa tension à volonté pendant les expériences.

Au centre de cette membrane on colle, à la gomme laque, un petit disque m en métal, surmonté d'une pointe émoussée. Un double fil très-flexible, en argent, est soudé sur le disque et doit être mis en communication avec la terre. On le maintient par lune des vis qui serrent les deux brides métalliques.

En face de la pointe du disque m se trouve le butoir e^, qui est fixé sur les brides, de la membrane par un support isolant en bois c. Le butoir communique à la ligne télégraphique par le fil dg:, la vis /* permet de le rapprocher plus ou moins de la pointe du disque m.

Les figures 21^ 22 et 23 représentent d'autres dispositions plus convenables que j'ai données aux membranes.

La figure 23 représente une membrane de o'"20, mais dont la dimension est moindre que celle du tuyau sur lequel elle doit être placée. On ajuste alors sur la bride du tuyau en fonte, avec des boulons et on joint au minium^ Tappendice en tôle plombée anikob, qui se termine par une tubulure plus petite nikoj sur laquelle on tend la membrane ki. Le bord de cette tubulure est formé par un cercle plus épais, la membrane est, à la fois, tendue et maintenue par une simple jarretière en caoutchouc. Cette disposition permet de donner à la membrane la tension que l'on veut, et de la rendre uniforme dans toutes ses parties. Le disque métallique à pointe de la figure 7 , est collé au centre de la membrane ; seulement les deux fils métalliques fins, soudés au disque, traversent ici la membrane et sont soudés à Tétain sur l'appendice en tôle ; ils communiquent ainsi avec la

ligne des tuyaux , par suite avec la terre. Le butoir placé en face de la pointe m consiste en une forte vis /^ à extrémité plane, qui traverse un bouchon de liège. Ce bouchon s'ajuste dans une ouverture circulaire pratiquée dans un étrier en fer pedl. \m vis/" communique avec la ligne télégraphiq^ue par le fil niétalliqueyg^.

La disposition à laquelle j'ai donné la préférence pour toutes les membranes dont le diamètre a varié depuis o""io jusqu'à o™3o est celle qui est représentée par la figure aa. On fixe sur la bride du tuyau en fonte ra|)pendice aikb en tôle plombée, dont le bord ik est renflé à l'extérieur. C'est sur ce bord que l'on tend la membrane, et on la maintient par une jarretière en caoutchouc. Au centre de cette membrane on a collé un petit disque m en platine, dont les fils/< communiquent avec la terre. Deux pièces de bois ep^ dq sont fixées sur la bride du tuyau en fonte et servent de sup|)orts à une barre de fer ed^ laquelle est traversée par une vis en laiton y, dont la pointe émoussée se place en regard du petit disque m. La vis communique avec la ligne télégraphique par le fil métallique dg.

Dans des expériences spéciales oii je cherchais à reconnaître si la tension y plus ou moins grande, donnée à la membrane n'exerçait pas une influence sensible sur la vitesse apparente de propagation du son, j'ai adopté quelquefois la disposition représentée (fig. *i\). L'appendice en tôle reste le même que dans la figure 22, ainsi que la barre qui porte la vis destinée à établir le contact avec. le petit disque, mais la membrane n'est pas simplement attachée sur la tubulure de l'appendice. Elle est cousue sur \\\\ cerceau en fer, dont le diamètre est un peu plus grand que celui de la tubu-

36 UBSCRIPTION DES APPAREILS.

lure. Ce cercle porte quatre petits cordons, également dis* tants, qui sont attachés à quatre clefs en bois r semblables à celles que l'on emploie pour tendre les cordes d'un violon. C'est à l'aide de ces clefs qu'on maintient la membrane appli* quée sur l'orifice, et qu'on peutaugmenter sa tension à volonté, en maintenant toujours le disque m en face de la pointe/!

J'ai eu souvent à appliquer des membranes sur des tuyaux en fonte ayant jusqu'à l'^io de diamètre. Dans ce cas je fermais lorifice du tuyau par une forte plaque de tôle avec interposition d'un joint au chanvre et au minium. Cette plaque était percée au centre d'une ouverture circulaire de même diamètre que la membrane, et je fixais la tubulure aikh sur la plaque de tôle, à l'aide de vis.

Dans toutes les dispositions de membranes que j'ai décrites jusqu'ici, l'arrivée de l'onde se marque par la mise en contact du disque m avec son butoir y, c'est-à-dire par le rétablissement du courant dans la ligne télégraphique. Mais on peut opérer d'une manière inverse, en mettant le disque de la membrane en contact avec son butoir, et en disposant les choses de manière que l'onde en arrivant rompe le contact, et arrête ainsi subitement le courant de la ligne télégraphique.

La figure i3 représente une des dispositions que j'ai employées pour ce cas.

Je surmonte le disque métallique d'une tige plus longue, et je la courbe à angle droit en mcd (planche II, tig. i3); je remplace le butoir ordinaire par une petite tige métallique communiquant également avec la ligne télégraphique, et dont une section transversale est représentée en e. On dirige cette tige de fa^on à ce qu elle touche intérieurement la tige recourbée mcd en l'écartant très-faiblement de sa position na-

DESCRIPTION DES APPAREILS. 3j

turelle. Dans ces conditions le courant de la pile travei^se constamment le fil télégraphique; mais au moment où Tonde vient frapper la membrane, le courant est subitement rompu, et il ne reprend que quelques instants après, quand Télasticité du caoutchouc a ramené cd en contact avec e.

La même disposition permet d'observer l'arrivée des ondes dilatées qui chemineraient dans le tuyau et qui produiraient sur la membrane, non une poussée en dehors , mais une aspiration vers Tintérieur du tuyau. Dans ce cas on rapproche Taiguille e de la membrane, de sorte\]ue dans les conditions normales elle ne se trouve plus en contact avec la tige recourbée dcm de la membrane. Le contact ne s'établit alors que lorsque la membrane est aspirée par l'arrivée de l'onde dilatée.

Enfin la forme recourbée donnée à la tige du petit disque métallique m permet de noter avec la même membrane, tantôt les ondes condensées, tantôt les ondes dilatées. Nous venons de voir coiùment on opère pour les ondes dilatées ; si Ton veut noter l'arrivée d'une onde comprimée^ on place l'aiguille e en arrière de la tige mcd; elle se trouve alors dans la même position que les butoirsy*dans les figures â i , aa et a3.

Ce dernier système qui permet d'étudier successivement, sur la même membrane, les ondes comprimées et les ondes dilatées, a été souvent employé par moi pour chercher les diverses espèces d'ondes, successivement comprimées et dilatées, qui prennent quelquefois naissance simultanément ou successivement, quand on essaye les divers moyens de produire des ondes à l'origine d'un tuyau. Il permet aussi de reconnaître l'influence qu'exerce une ouverture libre sur la ligne des tuyaux , soit qu'elle se trouve à la seconde é&trémitéde la ligne,soit qu'elle existe en un point quelconque

du parcours. Cette circonstance détermine toujours la formation d'une onde dilatée qui suit la première onde comprimée, et cette onde dilatée fait naître, à son tour, une onde comprimée quand elle se présente de nouveau devant l'orifice ouvert.

Enfin, je décrirai un dernier système qui peut marquer l'arrivée des ondes comprimées ou dilatées^ et pour lequel on n'emploie pas de membrane en caoutchouc ; il est représenté (planche IIJ, fig. i4)-

AB est une jdaque de tôle qui ferme Tune des tubulures de la ligne des tuyaux. Une ouverture CD, pratiquée au centre de cette plaque, est surmontée d'une tubulure en laiton CEFD, dont le bord supérieur EF a été usé exactement de manière à former un rerde rigoureusement plan. Une lame mince de mica a^.s'appuie sur ce cercle EF et le ferme exactement. 4^u centre de cette lame on « collé, à la gomme laque, un petit disque de métal surmonté d'une pointe ç/'et terminé pair un levier coudé cde (jui tourne autour d'un axe horizontal o. La pointe cfésl attachée à l'aide d'un élastique ^g^ à une coulisse ^i^ fixée sur la plaque de tôle AB, mais à l'aide de laquelle on peut augmenter ou diminuer à volonté la tension de l'élastique. L'axe o est fixé sur un petit cube isolant G attaché à la plaque de tôle AB, et sur les deux faces de ce cube sont fixés les deux montants en métal mn et m'n'^ qui sont traversés par les deux vis à pointes v et /.

L'axe métallique o qui doit tourner très-librement dans ses chapes communique avec la terre. On fait communiquer avec le fil télégraphique le montant nm\ et l'on avance la vis (^ jusqu'à ce que sa pointe soit à une distance de i millimètre de la pièce de.

Dans l'état normal, la feuille de mica reste appliquée sur

DESCRIPTION DBS APPAREll^. 39

lorifice ËF, mais quand Tonde foulante y arrive, la feuille est repoussée, elle fait tourner le levier articulé cde autour de l'axe o; Textréinité e vient toucher la vis s/ et établit ainsi le passage du courant. Aussitôt que Tonde foulante est passée, l'élastique ramène la feuille de mica sur ToriHce.

Lorsqu'on veut marquer Tarrivée de l'onde foulante par une rupture de contact, on met la ligne télégraphique en communication avec le montant nm, et Ton pousse la vis i^ jusqu'à ce qu'elle se mette en contact avec l'extrémité e du levier coudé. Le courant traverse alors la ligne télégraphi* que ; mais il s'interrompt aussitôt que l'onde foulante vient pousser la feuille de mica*

Ce système peut prendre une très-grande sensibilité ; mais il exige une surveillance continuelle, et à cause de cela il est moins commode que celui des membranes.

J'ai employé encore un autre procédé pour faire marquer l'arrivée de l'onde comprimée par une rupture de contact, et nous' verrons par la suite plusieurs circonstances dans lesquelles il a fallu y avoir recours.

La première disposition que j avais imaginée est représentée par les figures 19 et 19 bis, planche IL Au centre de la membrane on a collé le petit disque métallique abc surmonté d'une pointe. D'un autre côté, on a composé un petit pendule avec un petit prisme d'argent /g'e, sur deux faces duquel on a collé deux demi-cylindres w, u en ivoire qui dépassent l'argent et forment ainsi deux rigoles/* et g (fig. 19 bis). La petite pièce d'argent est soudée à l'extrémité d'un fil métallique très-flexible eh qui communique par son autre bout avec la ligne télégraphique. Ce fil est maintenu devant la membrane par une tige fixée sur la bride du tuyau, et de telle

4o DESCRIPTION DES APPAREILS. .

sorte que la petite masse d'argent y^e, suspendue librement, touche la pointe c du disque.

On établit le courant dans le fil télégraphique en plaçant la petite masse fge sur la pointe c, cette pointe s' engageant dans Tune des deux rigoles et touchant l'argent. Le petit pendule se trouve ainsi dans une position suffisamment stable. Mais quand Tonde foulante vient frapper la membrane, le pendule est lancé au loin, et le contact est rompu. Comme le pendule ne retombe ensuite sur le disque métallique que par ses parties isolantes d'ivoire, le courant électrique ne se rétablit plus.

Les figures 1 6, 17 et 1 8 (planche II) représentent un autre système de pendule qui a été employé dans des cas analogues, et que l'on voit tout disposé sur la figure i5.

La membrane porte alors à son centre un simple disque en métal, communiquant avec la terre, comme dans les figures ai et %^. Mais sur la bride du tuyau on fixe une pièce de bois, dont rs (fig. 16) représente une coupe transversale. Cette pièce est percée d'un trou dans lequel on engage, avec un bouchon, une tige de métal tt qui communique par le haut avec la ligne télégraphique, et qui se termine en bas par une plaque de métal m/i. On a soudé à l'étain sur cette plaque les deux extrémités d'un fil très-flexible mpn^ au bout duquel on suspend la petite pièce métallique/^, représentée en détail par la figure 18. Le fil est serré entre les deux plaques frc et i7, quand on visse la petite rondelle il sur la vis ae. La pièce/? suspendue librement au bout du fil doit conserver Taxe ae parfaitement horizontal.

A l'aide de la tige ti qui glisse dans son bouchon, ou descend le petit pendule /; jusqu'à ce que, [)ar son extrémité a.

DESCRIPTION DES APPAREILS. ^l

il touche le centre du disque métallique m de la membrane, et on le fait appuyer plus ou moins, suivant qu'il s'agit d'ob« server des ondes intenses ou des ondes faibles. Dans ces conditions, le courant électrique traverse le fil télégraphique ; mais quand l'onde foulante vient choquer la membrane, le petit pendule est projeté au loin, et le courant se trouve interrompu.

J'aurai occasion par la suite de décrire encore quelques autres dispositions qui produisent les mêmes effets.

De la durée que doit avoir un contact métallique pour quun courant électrique s'établisse dans les bobines et fasse marcher le marqueur.

Lorsque le petit disque métallique de nos membranes vient toucher son butoir, le marqueur de l'appareil enregistreur ne l'indique que si ce contact dure un certain temps ; un choc instantané ne produit pas de courant efficace. Ce fait me surprit beaucoup quand je l'observai pour la première fois; je vais dire en quelles circonstances :

Dans les premières expériences que je fis au polygone de Versailles pour déterminer la vitesse du son dans l'air libre, je voulais employer les membranes opérant par établissement de contact, telles que je les avais utilisées pour mes expériences dans les tuyaux. Je fus très-étonné que ces membranes, qui faisaient marcher le marqueur quand on les ébranlait d'une manière quelconque, ne produisaient nullement cet effet quand elles étaient ébranlées par l'onde produite par un coup de canon, et cependant on voyait le disque de la membrane choquer fortement contre son butoir. Je

rapprochais successivement la membrane de la pièce de canon, les chocs devinrent bientôt tellement violents que le petit disque en était entièrement déformé et présentait, après quelques coups, une cavité de plusieurs millimètres; cependant le courant ne faisait jamais marcher le marqueur.

Je remplaçai le disque en platine de la membrane par un petit disque d'étain d'un demi-millimètre d'épaisseur; je plaçai la membrane à une distance de 5 mètres du canon. Le choc fut alors si violent que la pointe du butoir perça entièrement le disque d'étain, et cependant le marqueur resta immobile.

Le coup de canon produit sur la membrane des trépidations e^Ltrèmement rapides que l'on reconnaît facilement, à la vue, quand on surmonte le disque d'une tige fine, noircie, et courbée à angle droit. Le contact du disque avec son butoir ne dure alors qu'un temps tellement court qu'il ne permet pas au courant d'induction de prendre assez d'in* tensité dans les bobines pour faire marcher le marqueur. Le même effet se présente , dans les tuyaux de grand diamètre, pour les ondes produites par les coups de pistolet^ et j'en montrerai bien des exemples dans ce Mémoire. Dans les tuyaux de petit diamètre, on ne l'observe que quand la membrane est très-rapprochée du départ. On ne le voit jamais se produire pour les ondes obtenues par l'introduction subite d'air comprimé dans la conduite, parce que, dans ce cas, l'onde foulante est longue et qu'elle prolonge le contact métallique; on ne l'observe pas non plus pour l'onde produite par le piston frappeur, parce qu'alors l'onde est unique. Je reviendrai sur cette question, quand l'occasion s'en présentera.