DE L OMBRE SONORE

mutuellement et produire moins d'elTet qu'un seul. Ces résultats sont encore dus à rinterférence des sons.

sso. De rombre sonore. — On admet assez généralement que le son tourne les obstacles, et que, par conséquent, il n'existe pas d'ombres sonores, analogues aux ombres formées par les corps qui arrêtent la lumière. Cette opinion provient de ce que, le plus souvent, les obstacles qui se rencontrent sur la route du son, sont élastiques et peuvent le propager à travers leur substance. Il en serait de même de la lumière, si Ton voulait produire des ombres avec des corps transparents. Il faut donc, pour observer l'ombre sonore, avoir affaire à des obstacles formés de substances non élastiques, ou présentant des masses très considérables, comme des édifices, des rochers. Dans le voisinage des grands ponts, il est facile de se placer de manière à n'entendre qu'à peine les bruits qui se produisent au loin, comme ceux d'une chute d'eau, d'un moulin. Quand, étant dans une rue d'une ville, on entend une cloche placée latéralement sur un point élevé, souvent le son semble venir du côté opposé au centre phonique, c'est que le son perçu a été réfléchi par les murs placés du c^té opposé à la cloche, tandis que le son direct est intercepté par les maisons qui se trouvent du même côté. Si l'on approche de l'oreille, un diapason qui vibre, on cesse presque complètement de l'entendre quand on interpose une carte. S'il n'y a pas silefice complet dans l'ombre sonore, il y a encore, en cela, analogie avec ce qui se passe pour la lumière ; car Y obscurité n'est jamais complète dans l'ombre produite avec la lumière, comme il est facile de s'en assurer par l'obsen^ation la plus superficielle. Dans les cas m(*me où Ton prend le plus de précautions, la lumière se répand un peu derrière le corps opaque, conmie nous le verrons dans Yoptique, en traitant de la diffraction.

SSf . De la Umile latérale des oudes sonores. — La lumière réfléchie sur un miroir, comme celle qui a traversé une ouverture pratiquée dans un écran, est limitée latéralement. On admet généralement qu'il n'en est pas de même du son; mais cette opinion ne nous parait pas fondée. Remarquons d'abord que l'ombre sonore est limitée latéralement ; car, si l'on dépasse la ligne qui joint le corps sonore au bord de l'obstacle, et du côté de cet obstacle, on cesse d'entendre presque aussitôt, ou, du moins, on n'entend plus que faiblement. Les échos n'ont plus lieu quand on change de place, le centre phonique restant au même point; c'est qu'on s'écarte de la région occupée par les rayons réfléchis. Par exemple, dés qu'on sort de dessous un pont suspendu, les rayons réfléchis, provenant d'un centre phonique placé entre deux piles, ne parviennent plus à l'oreille.

L'existence d'une limite latérale dans les ondes sonores réfléchies s'explique par l'interférence des rayons qui, partis dii centre phonocamptique, ne font pas Tangle d'incidence égal à l'angle de réflexion. Ces interférences sont tout à fait semblables à celles que produisent les ondes lumineuses réfléchies, et nous renvoyons à l'optique pour le développement de cette explication.

sss. De la réffraeiion do son. — Un rayon sonore qui se présente à la surface de séparation de deux milieux élastiques, se partage en deux parties

dont une passe outre et se propage dans le second milieu (545). Si la ritesse du son n*est pas la môme dans les deux milieux, le rayon sonore est dévié de sa direction en passant de Tun dans Tautre, de manière À se rapprocha' de b

normale à leur surface de séparation, si b vitesse est moindre dans le second milieu, et à s'en écarter, dans le cas contraire. Cette déviation constitue le phénomène de la réfraetm du rayon sonore.

Pour nous rendre compte de ce fait , remarquons que la surface de Tonde, dans le second milieu, n*est pas la sphère an, ayant son centre en S (fig. 414) ; car, supposons que la vitesse de propagation soit moindre dans le second milieu que dans le premier, alors Tonde envorée par le point h dans le second milieu, ne sen panrenue qu'à une distanre be, moindre qvtehp\ c|uand celle qui se propage dans le premier milieu sera arrivée en a. La surface enveloppe (le toutes les ondes sphériques, dans le second milieu, émanant des différents points de la surface ab , ne sera donc pas la surface an , mais une autre surface aN, qui coupera la ligne SS' plus près du point o. Le rayon transmis ftR, normal à la surface de Tonde aN, sera donc plus rapproché de la normale menée par le point b à la suifacc <zo, que le rayon incident S6 qui Ta fourni.

On verrait de même que, si le second milieu propageait le son plus vite que le pi^ mier, les rayons seraient déviés en s*écartant delà normale.

593. Le phénomène de la réfraction est donc unr conséquence de la théorie.

Les recherches de Poisson et de Green Tont mis hors de doute. M. Sondauss est panenu à le constater par l'expérience *. Pour cela, il a construit une espèce do sac amn (fig, 415), en réunissant, par un cercle en tôle, deux portions «,» d'une enveloppe spliérique en collodion. Ce sac, quand il était gonflé, avait la forme d'une lentille, semblable à celles qu'on emploie en optique. Ayant rempli

Fig. 4U.

Fig. 41^

< Annakt dt Poggendorff , t. LXXXV, p. 378 (4 852); ei AnnaUt de chimie et êe pkpiqf, 3« série, t. XXXV, p. 505.

DE l/ INTENSITE DU SON. 485

cette lentille avec du gaz acide carhonique, au moyen de l'ouverture a et de celle qui est à Top posé, il plaça une montre en S, sur l'axe de la lentille, c'est-àdire sur la droite Sr qui passe par les centres des deux surfaces sphériques m et n qui la terminent. Il reconnut alors qu'en plaçant l'oreille sur l'axe, du côté opposé, il entendait distinctement le bruit de la montre, à partir d'une certaine distance de la lentille, d'autant plus petite que la montre était plus éloignée. Le son cessait d'être entendu dés qu'on enlevait la lentille, ou quand l'oreille se trouvait en dehors de l'axe Sr. Les rayons sonores étaient donc déviés en traversant la lentille, de manière à venir se croiser sur l'axe. Ayant remplacé la montre par un petit tuyau d'orgue à embouchure de flûte, il put constater les mêmes résultats, en mettant à la place de l'oreille, le petit appareil à ouverture évasée fc, dont l'extrémité, relevée verticalement, était garnie en c d'une membrane de baudruche saupoudrée de sable fin.

M. C. Hajech a obtenu la réfraction des rayons sonores, par un moyen plus direct. Un tuyau de 77"" de diamètre, fermé à ses deux extrémités par des membranes, et rempli d'un gaz ou d'un liquide, traverse le mur de séparation de deux chambres. A ce tube s'en ajuste un autre rempli d'air et terminé par une petite caisse contenant un timbre sur lequel un mouvement d'horlogerie fait battre un marteau.

L'observateur se tient dans la chambre opposée, et cherche dans quelle position il doit placer l'oreille, pour entendre le son avec le plus d'intensité. Quand les membranes sont perpendiculaires à l'axe du tuyau, l'oreille doit être sur le prolongement de cet axe ; mais, si elles sont tendues obliquement, les rayons . sonores sont déviés d'une quantité qui se mesure sur un arc de cercle tracé sur le plancher, et qui a son centre au pied de la verticale qui passe par le centre de la membrane intérieure. Un fil à plomb suspendu à l'oreille indique le point de Tare qui lui correspond. De nombreuses précautions ont été prises pour empêcher que le son ne parvînt à l'oreille autrement qu'à travers le tuyau. On a trouvé ainsi que la longueur du tube et la nature de la membrane (caoutchouc, collodion, mica, papier, etc.), n'ont aucune influence sur la déviation des rayons sonores. La déviation dépend du rapport entre la vitesse du son dans l'air ei dans le fluide que contient le tuyau, et les lois sont les mêmes que pour la réfraction de la lumière. Les expériences ont été faites en remplissant successivement le tuyau de gaz oléfiant, hydrogène, gaz ammoniac, acide carbonique, acide sulfureux, eau, eau salée.