I. — NOTIONS SUR LE TIMBRE ET SUR LE RENFORCEMENT DES SONi

695. Du ttmbre. — On comprend sous la dénomination générale de timbre, ainsi qu'il a élé dit plus haut (613] , Tensemble des qualités par lesquelles peuvent se distinguer entre eux des sons de même hauteur et de même intensité. — C'est ainsi qu'une même note musicale, donnée avec la même intensité par un violon, par une flûte, ou par une trompeHe, possède, dans ces divers cas, des différences de timbre que Toreille la moins exercée distingue immédiatement.

Les causes de ces différences ont été longtemps mal définies et incomplètement déterminées. C'est surtout aux travaux récents de M. Helmholtz que Ton doit les résultats précis qui sont aujourd'hui acquis à la science. — Nous indiquerons ici les plus importants de ces résultats, après quelques développement préliminaires, indispensables à Tintelligence de la méthode.

686. ProdnctloB slmiilUUBée de plnslenrs sons par une même «orde vibriuite. — 11 suffit d'une observation attentive pour constater qu'une même corde tendue, fixée à ses deux extrémités, et vibrant transversalement dans toute sa longueur, peut rendre, en même temps que le son fondamental, un ou plusieurs de ses harmoniques.

L'expérience montre alors que la corde, en même temps qu'elle vibre en totalité, se subdivise en un certain nombre de parties, vibrant chacune autour de ses extrémités propres, comme si ces extrémités étaient fixes. Lorsque, par exemple, elle donne simultanément les sons 1 et 2, elle vibre tout d'une pièce comme la corde ÂB {fig. 536) et produit ainsi le son fondamental ; mais, en même temps, elle se partage en deux parties A'C, C'B', dont chacune vibre autour de ses extrémités comme une corde de longueur moitié moindre ; ces deux mouvements vibratoires simultanés sont représentés sur la corde Â'B'. — De même, quand on entend à la

aOH ACOUSTIQUE.

rois les $(H!is 1 et 3, la corde se subdivise, comme A'B", en trois parties

égales qui vibrent à l'unisson, el qui eiéculent trois vibrations pendant

que la eoi-de tout entière en Ia.I une se'ile (").

fis- 5M.

H est clair que, dans ces trois cas, un raèrne point de la corde met toujours le même intervalle de temps pour passer de l'une de ses posilîoas extrêmes à la position extrême opposée; mais les mouvements exéculëâ pur ce point pendant cet intervalle sont trés-dilTérents. — En d'autres termes, la période du mouvement vibratoire, considérée comme limitée par deux positions extrêmes consécutives, est la même dans les trois cas. c'est-à-dire que la hauteur du son est la même; l'amplitude peut également i^tre la mème.c'est-à'dire que les deux sons peuvent avoir même inleimlé; mais la nature du mouvement exécuté par un point quelconque de la corde est essentiellement dilTérente.

687. e^aéraUndoB de l'olMcnadoB pr«cédemt«. — WmMtm- (lon dea caaaeB (éaéralea dn timbre. — L'observation qui précède n'est pas particulière aux vibrations des cordes : il est Irés-rare qu'uit tuyau, ou un corps sonore quelconque, rende un son déterminé s:ins qu'on puisse entendre, en même temps, un ou plusieurs autres sons, dans lesquels on reconnaît plus ou moins facilement quelques-uns des harmoniques du son fondaraenlal. — Chacun a pu remarquer que, lorsqu'un son complexe, produit d'abord arec une certaine intensité, s'éteint d'une manière graduelle, il arrive que l'on distingue plus facilement tel oa tel harmonique ï tel ou tel instant, et que le son subisse alors des modiCca-

(■) l« inouïemeiUsvihrBloirenonlIoujouridejensconlriircs, dins dïuisegniMirs com^cutiri de ta cnrd«; nn le déinonlreraît en ré]>étaTit, sur une cuide cnlifremeni libre enlre >es eitii>miléi. t'eipériciice de H. Duhsmet. \f(olt de li page IM.) — Par M s'eipli.,ue l 'observa linn suivanle de H. Delewniie. Quand nn attaque une conle en ■on milieu, on n'obtient aucun loni c'est que t'archet tend i imprimer aui point.liluéi de pari et d'autre du milieu, el trKS-prèi de ce point, d» riteasM de mime ten« ; ces vitesus ne peuvent te concilier avec in pii^duction de l'Iiirnionique i, el liés tori le développement du son rondamental doit se trouver ^salement empêché. — H. Hai'loyea Eénéralliéla remarque de H. Deleienne. en monlianl qu'on ne peut ikon ptu> laire vibrer Iransverialement la corde en l'allaquaiit eiuclement au tiers, au quarl, «u ciiiquiviae de sa longueur. — Ou conçoit, d'après ces eipériencei, que le rang des liannoniquei qui se produisent en m*me lenips que le ton fundamenlsl dépende de U position particulière du point sur lequel on tait agir l'archel.

DU TEUBRE ET DE LAUDmON. TiOO

lions concomitantes, qui présentent une remarquable analogie avec les diFTérencês de timbres.

C'est l'eitension de ces remarques qui a conduit H. Uelnihollz a considérer toutes les différences de timbres comme dues à la superposition < de divers harmoniques arec te son dominant. — La méthode eupérimenlale qni permet de manifester l'existence de ces harmoniques et d'en déterminer exactement la hauteur est fondée sur le renforcement des sons.

68K. BenforecBw*! des BOBB. — Lorsque, au voisinage d'un piano dont on a enlevé les éloufToirs, on fait vibrer l'une des cordes d'un violon, on constate que foules les cordes du piano qui sont h l'unisson avec cette corde, ou avec l'un de ses harmoniques, entrent en viln-ation; le son acquiert alors pour l'oreille un renforcement remarquable. — La transmission du mouvement vibratoire s'est ici effecluée par l'air, el comme elle n'a pas eu lieu pour toutes les cordes du piano, on voit que la condition nécessaire et suffîsante pour que ce phénomène se produise, est qu'il y ail, entre le son produit directement, et ceux que peuvent donner les corps appelés à jouer le rôle de renCorcanls, des rapports simples.

La transmission du mouvement vibratoire, dans des circonstances de ce genre, peut être rendue manifesie par bien des expériences. — Supposons, par exemple, que l'on fasse vibrer un vase de verre A (Jig. 537)

avec un archet, et qu'on appuie le doigt à 45 degrés du point frotté a, de maniera i partager le vase en quatre parties vibrantes v, v, t, v, séparées par les nicuds n, n, n, n. Si l'on approche de ce vase un autre vase ider.-

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tique B, contenant un peu d'eau au fond, on verra la surface de l'eau ^ partager en quatre secteurs égaui, dans lesquels le nwuvenieiit «ibratoire sera accusé par l'agilalion du liquide, et qui seront séparés par quatre lignes nodales où le liquide sera en repos.

C'est le renforcement des sons, dans les instruments de musique, par transmission du mouvement vibratoire aux diverses parties, qui préside i la coustniclion de tous ces instruments ; la manière donl sont réaliâéc; les conditions nécessaires pour que le renforcement ail lien d'une ù- ^a uniforme pour tonte l'échelle dei sons que l'instrument doit rendre, est la qualité essentielle qui distingue les instruments dus au meilleurs constructeurs.

L'air qui est coal«iu dans des cavitts dont les parois supportent on corps sonore participe lui-même aui vibrations, si tes dimensions de ces cavités sont convenables : c'est le principe des caisses sonores qui entrent dans la construction des instruments a cordes. C'est ce qui ccaiduit à fixer souvent les diapasons sur des caisse rectangulaires en bois de palissandre {fig. 53!t) : quand le diapason peut s'enlever a volonté, il est facile de

constater, au moment où ses vibrations commeticent à s'éteindre, que ta caisse sonore peut en rendre le son perceptible, alors m£me qu'il serait impossible de l'entendre sans ce moyen de renforcement.