MEMBRANES
correspondent les différents sons élémentaires que peut donner un corps élastique, appelés les sons propres du corps; mais ce n'est qu'exceptionnellement, comme dans les cordes et les tuyaux d'orgue étroits d'un petit diamètre, que leurs hauteurs correspondent aux sons harmoniques dont il a été question ; plus généralement, ils ne sont pas harmoniques avec le son fondamental.
Dans beaucoup de cas, on peut aisément rendre visibles les vibrations, ainsi que leur répartition sur le corps sonore, en le couvrant de sable fin. Prenons, par exemple, une membrane (une vessie animale, ou une mince membrane de caoutchouc) tendue sur un anneau circulaire. La figure 14 représente les diverses formes que peut prendre
Fig." 14.
une membrane en vibrant. Les diamètres et les circonférences tracés sur la surface, désignent les points qui restent immobiles pendant la vibration, ce qu'on appelle les lignes nodales. Elles partagent la surface en un certain nombre de divisions, qui se transportent alternativement en haut et en bas; celles affectées du signe — se dirigeant vers le bas, quand celles affectées du signe -f se dirigent vers le haut. Les figures a, £, c, indiquent les formes que peut prendre la section transversale de la membrane pendant le mouvement. Ce ne sont ici que les formes correspondant aux sons les plus graves et les plus facilement émis par la membrane. D'ailleurs, en choisissant celle-ci assez mince et assez régulièrement tendue, ce qui donne des sons de plus en plus élevés, on peut avoir un nombre de cercles et de diamètres aussi grand qu'on veut. Le sable répandu permet de rendre facilement visibles les formes de vibrations ; dès que la membrane
commence à vibrer, le sable se rassemble sur les lignes nodales.
On peut de môme rendre visibles les lignes nodales et les formes de vibrations de membranes ovales ou quadrilatères, de plaques élastiques de différentes formes, de verges, etc. C'est là une série de phénomènes très-intéressants, découverts par Ghladni , mais dont la description détaillée nous entraînerait trop loin de notre route. 11 nous suffira donc de décrire ici le cas le plus simple, celui d'une membrane circulaire.
Pendant que la membrane fait cent vibrations correspondant à la figure a, les nombres suivants correspondent aux autres figures :
HAUTEURS
a, pas de lignes nodales
d, un diamètre
ut
soli — la \>
e, un diamètre et un cercle.
f} deux diamètres
J'ai appelé arbitrairement ut le son fondamental, seulement pour pouvoir désigner les intervalles des sons plus élevés. Les sons qui, sur la membrane, sont un peu plus élevés que la note donnée, sont affectés du signe + , ceux un peu inférieurs ont le signe — . Il n'y a aucun rapport rationnel entre le son fondamental et les autres.
Si on saupoudre de sable fin une membrane de ce genre trèsmince, et qu'on émette dans le voisinage, avec force, le son fondamental correspondant, on voit le sable, ébranlé par les vibrations de la membrane, voler vers le bord et s'y rassembler. Donne-t-on un autre des sons élémentaires, le sable se rassemble sur la ligne nodale correspondante, et on peut facilement reconnaître ainsi, auquel de ses sons la membrane a répondu. Un chanteur, en état de bien émettre les sons de la membrane, peut facilement de loin faire prendre, à volonté au sable une disposition quelconque, rien qu'en donnant avec force les sons élémentaires. Cependant, en général, les figures simples correspondant aux sons graves, se produisent plus facilement que celles formées par les sons aigus. Ce qu'il y a de plus facile, c'est de mettre en mouvement l'ensemble de la membrane en émettant le son fondamental qui lui est propre ; aussi s'est-on beaucoup servi de ces membranes en acoustique, pour démontrer l'existence d'un son
Fig. 15.
