En grec, éxovonxd;, de &xoiuy, entendre

le choc ou le frottement, l'état d'équilibre de ces molécules a été troublé. Elles tendent alors à reprendre leurs positions initiales ; mais elles n'y reviennent qu'en exécutant, en decà et au delà de ces positions, des mouvements vibratoires extrêmement rapides, dont l'amplitude décroit très vite.

On nomme corps sonore celui qui rend ou peut rendre un son, et vibration simple le mouvement qui ne comprend qu'un aller ou un retour des molécules vibrantes, vibration double ou complète le

mouvement d'aller et de retour.

L'état vibratoire d'un corps qui résonne est facile à constater par des expériences très simples. Qu'on projette une poussière légère sur le corps sonore, elle prend un mouvement de trépidation rapide et visible à l'œil nu. De même, si l'on pince une corde tendue un peu longue, ses vibrations sont apparentes à l'œil. On n'a qu’à prendre une cloche de verre par le bouton supérieur (fig. 272) et, pendant qu'on la tient d'une main dans une position verticale, donner de l'autre main un coup sec sur les parois, de manière à les faire vibrer. Or, si l'on a placé au dedans un petit fragment de métal, il

‘subit, de la part des parois vibrantes, de

Fig. 272. petits chocs rapides et réitérés, qui résultent

d'un mouvement de trépidation plus ou

moins vif, accompagné d'un bruit sec particulier. En posant la main sur la cloche, on éteint les vibrations et les chocs.

275. Le son ne se propage pas dans le vide. — Les vibrations des corps élastiques ne peuvent faire naître en nous la sensation du son que par l'intermédiaire d'un milieu pondérable, interposé entre l'oreille et le corps sonore, et vibrant avec lui. Ce milieu est ordinairement l'air ; mais les gaz, les vapeurs, les liquides, les solides, transmettent aussi le son.

Supposons, en effet, qu'on place sous la cloche d'une machine pneumatique un timbre métallique qui résonne automatiquement à l'aide d'un mouvement d'horlogerie (fig. 275). Tant que la cloche est pleine d'air à la pression ordinaire, on entend le son du timbre ; mais à mesure qu'on raréfie l'air, l'intensité du son diminue : il cesse d'être perceptible lorsque le vide est poussé à un degré suffisant.

Pour que l'expérience réussisse bien, il faut poser la sonuerie

sur de la ouate : autrement, les pièces métalliques de l'iustrument

gitudes (1822). — De nombreuses tentatives! ont êté faites po##f déterminer la vitesse du son dans l'air atmosphérique. La dernier fut faite dans l'été de 1822, pendant la nuit, par les membres dt Bureau des Longitudes, On avait choisi pour stations deux batÆ teurs situées, l'une à Villejuif, l'autre à Montlhéry, près Paris.

Méthode, — À chaque station, on tirait de dix en dix mi un coup de canon. Les observateurs de Villejuif entendirent distinctement les douze coups tirés à Montlhéry ; mais ceux de Montlhéry n'entendirent que sept coups sur douxe tirés à VillejuiCe la direction du vent étant contraire, A chaque station, on (, au moyen de chronomètres, le temps qui s'écoulait entre l'apparition de la lumière, au moment de l'explosion, et l'audition du son Ce temps pouvait être considéré comme égal à celui pq le son pour franchir Ia distance de deux stations, car çelle-es | n'était que de 18 619,59 m, et l'on verra que la lumière parcourt cette distance en un temps inappréciable.

Résultats. — Valeur moyenne de la vitesse. — On constata ainsi que la durée moyenne de propagation entre les deux stations était de 54,6; en divisant par ce nombre la distance de deux stations. on trouva que la vitesse du son est de 540,9 m à la température moyenne des expériences, laquelle était de 15°,9 C.

Influence de la température. — La vitesse du son dans l'air dè— croit lorsque la température baisse : à 10°, elle n'est que de- 557 mètres ; à zéro, de 553 mètres, Mais, pour une même te rature, elle est indépendante de la densité de l'air, et, par consé— quent, de la pression atmosphérique.

Influence de la hauteur du son. — À température égale, la vitesse dans l'air est la même pour tous les sons, qu'ils soient forts ot faibles, graves ou aigus. Ce fait résulte d'autres expériences, exécutées par Biot, sur la propagation du son dans les tuyaux de conduite, Il constata que, lorsqu'on jouait de la flûte à l'extrémité d'un tuyau en fonte de 451 mètres de longueur, on percevait l'air à l'autre extrémité sans la moindre altération de rythme mi de mélodie : cela prouvait que les différents sons se propagent aver des vitesses égales,

Influence de la nature du gas. — Enfin la vitesse du son varie d'un gaz à un autre, à lempérature égale, Ainsi Dulong a trouvé pour la vitesse du son dans différents gaz, à la température de zéro, les nombres suivants * :

4. On doit ae entre autres, les expériences des académiciens de pui,

exécutées en 1756, entre Montmartre et Monlhéry. Elles donnérent 173 tuises

ou 557 m par seconde, à 60€ environ. 1 en résulerait SE mx jonir Va Niki A 00 0. 2 Ces nombres ont été calculés à l'aide des formules des tuyaux somores.

ail

FRUPAGATIOUN BE SUX. mil

Acide Eatbonique - 4 0 4 4 4, « +: - « #61 mètres. CR dm 0m et + SIT —

D 27-15 717---. PAT IC ic JAN Mproghon : mi sut 5. … 120) —

270. Calcul de la vitesse du son dans les gaz. — Formule de Newton. — Cormection de Laplace. — Newbun be premier à trouvé par le calcul La formule

= ÿ” dns laquelle Motpr “se de propagation d'un mouvr-

ment vibratine dans un vil ee, RE le cvefficient d'élasticité du miens et D sa densité absolue

Du be as du son se propager s ln pression pret à la température 1, E Duut ealeuler bes valeur: à

Dabont K est égal à la foreu gas qui fait équilibre à In pres do p : donc E = p,

(ann à La masse do l'unité de can {soit tm°}, elle est égale à Er 0, et à delle est égal E D ere à Jo étant La pression mrmale, qu'on peut considérer & nt égale à 400 kg par mbtree care.

Un à duo entn > - AUS + «

PSV TE

bnaule indépendante dé pr. Donc la vilesse du san dans l'air est indépendante

de la pression atmosphérique et proportionnelle à la racine carre de g #l à racine carrée du binôme dé dilatation.

Si l'on fait Le calcul de V pour la teinpérature 0, où trouve V, #ii sn. Labo

permet d'écrire la forinule sous la Corte

Y = SRI VI + af,

quelle met en évidence l'infuenve de la température,

Les voleurs de V, calculées par vetle formule, ant toujours été plus petites

d'environ 1/6) que les valeurs mesurées par l'expérience. Laplace explique cle divergonce par une circonstance dont Mewlon naval pas ton ecrnptu Cet le dégagement de chaleur qui Seffect les ondes condensées et qui ne peut se dissipu rapidité de ln propagation et de la manvaise conductihilité cnloritique des gaz Pour tenir compte de ce fait, 1 faut multiplier la formule de Newton pur le

ar l'effet de la pression, dns

-instantannt b cause de Va

L'N lrne correctif V = Catane la chaleur spécifique, À pression constante, du

ï faz dans iequel le son se propage, et es chaleur spécifique à volume con stant'. Pour l'air, ce terme est égal sensiblement à V1, 44 où 1,1878 et cette correction rétablit à peu près l'accord avec l'expérience (on a 280.1,187842 552.8. Toutefois cette formule ne convient guère que pour le eas des ébrantements trés petits, et non pour les sons de grande intensité.

277. Vitesse du son dans les liquides et les solides. — La vitesse du son dans les liquides est beaucoup plus grande que dans l'air.

4. Voir la définition de ces eorflicients dans Le livre NUL consacré à Vétude de la Chaleur.

Colladon et Sturm ont trouvé, dans des expériences faites en 1827 sur le lac de Genève, que la vitesse du son dans l'eau est de 1435 mètres à la température de 8°,1. C'est plus que le quadruple de la vitesse dans l'air. En calculant la vitesse dans l'eau d’après la formule de Newton, qui s'applique directement aux liquides, puisque leur compression ne dégage pas de chaleur appréciable, on a trouvé V — 1425 m à 80. C'est presque le même nombre.

Dans les solides, la vitesse du son est encore plus grande. Biot a trouvé expérimentalement que, dans la fonte, le son se propage 10 fois 1/2 plus vile que dans l'air. La vitesse du son dans les autres solides a été calculée par Chladni, Savart, Masson et Wertheim. Chladni à trouvé que, dans les différentes espèces de bois, la vitesse est de 10 à 16 fois plus grande que dans l'air. Dans les métaux elle est plus variable : elle égale de 4 à 16 fois la vitesse dans l'air. ,

278. Mode de propagation du son dans l'air : Idée synthétique du phénomène. — On peut se faire une idée du mécanisme de la propagation du son dans un milieu élastique, en observant un autre phénomène bien ordinaire, la chute d’une pierre dans une nappe d’eau tranquille.

La pierre tombe, elle frappe l'eau et la déprime d’abord au lien de la chute ; mais, presque immédiatement, l'eau se relève tout autour du centre de dépression, et il se forme un hourrelet circulaire, qui s'étend lentement en s'agrandissant à la surface de l'eau et qui perd en épaisseur à mesure qu'il gagne en étendue : c'est ce qu'on appelle une onde condensée. Pendant que cette onde se propage ainsi à la surface de la nappe d'eau, le liquide s'est relevé au centre et a formé, au lieu de la dépression initiale, une éminence de même volume. Cette petite montagne ne peut se produire qu'autant qu'il se creuse autour d'elle une petite vallée ; d'où il résulte un nouveau bourrelet circulaire, qui est en creux au lieu d'être en relief, et qui se propage, comme le précédent, par cercles concentriques au centre d'ébranlement. De mème que l'on a appelé onde condensée celle qui résultait d'une compression,

1. Appliquons, par exemple, la formule Ÿ — V5 au calcul de la vilesse du

son dans une tige de fer indéfinie. On a E -= 20000 kg au mm et, par suite, 20000000 000 kg au mètre carré. On a