IV. Distinction entre le son et le brait

SCi. On nomme bruit toute impiession faite sur l'organe de l'ouïe, dont on ne peut apprécier directement le ton. Un bruit peut être le résultat d'un mélange

1 Annalçs de chimie et de physique, 3<^àcrie, t. XXVI, p. 74.

de sons qui n'ont entre eux aucun rapport simple ; comme, par exemple, k bruit de la mer, du vent dans les arbres, d'une chute d*eau, le sifflement de U vapeur, les mille sons confus que Ton entend prés d'une grande ville. M N. Savart a trouvé le moyen à* analyser ces bruits, c'est-à-dire de séparer les uns des autres les sons qui les composent. Pour cela, on s'éloigne peu àpa jusqu'à une distance de 3 métrés, d'un mur vertical sur lequel ces sons poissent se réfléchir ; on distingue, pour chaque distance, un des sons plus fadiement que les autres. Les sons aigus dominent, quand Toreille est prés de h surface réfléchissante, et les sons graves, quand elle en est éloignée. Le bruit de la mer, analysé par ce moyen, fournit des sons d'une intensité remarquable. Si l'on froisse un morceau de papier dans la main ^ en s'approchant peu à pea d'un mur, on entend, pour chaque distance de l'oreille au mur, un son dominant, d'autant plus aigu que le papier est plus prés du mur. — Nous expliquerons ces divers phénomènes quand nous nous occuperons des vibrations des grandes masses d'air (591) ; ils rendent vraisemblable ce que l'on rapporte de certains échos, qui répondent dans un ton différent de celui du son direct ; il suffirait que celui-ci ne fût pas un son simple '.

SCS. Un bruit n'est souvent qu'un son trop bref pour que l'oreille puisse en apprécier le ton ; ainsi les explosions, le claquement du fouet, le bruit résultant d'un choc, de la rentrée brusque de l'air dans le vide, ne sont pas habituellement appréciables ; mais on peut les rendre comparables entre eox et à d'autres sons, en les faisant entendre à de petits intervalles. La fig. 434 représente quatre tubes dans chacun desquels s'enfouce un cylindre qui fait piston. Ces tubes ont les lon^^irs que devraient avoir des tuyaux d'orgue pour donner l'accord parfait. Si l'on retire brusquement le cylindreB du tuyau Â, on entend une petite explosion , analc^e à celle qui se produit quand on débouche une bouteille; mais si Ton vient à retirer les cylindres rapidement les uns après les autres, on. reconnaît facilement raccord parfait et l'octave du son fondamental. — Quatre mor- Fig. 424. ceaux de bois de dimensions convenables, donnent

l'accord parfait quand on les jette sur le pavé. .\vec sept morceaux de bois, on peut obtenir la gamme, et la reconnaître facilement. — Si l'on fait claquer les doigts en faisant tomber brusquement le médium entre la base du pouce et l'animlaire appuyé contre cette base, le son monte sensiblement d'une quinte quand on raccourcit la colonne d'air renfermée entre les doigts, en soulevant le petit doigt.

Si l'on souffle, au moyen d'un mélange de gaz hydrogène et d'oxygène, deui bulles d'eau de savon dont les diamètres soient entre eux comme 1 :2,eD

1 Chladni cite un écho, près de Rosncatb^ en Ecosse, qui répète une mélodie Uoi$ foà chaque fois dans un ton plus grave j ce qu'il trouve invraisemblable.

MÉTHODE OPTIUrE DE COMPARMSON DES SOiNS. 517

les enflammant Tune après l'autre, on reconnaît l'intervalle d'octave. Enfin , on peut facilement, avec un peu d'attention, prendre sur un violon ou une basse, l'unisson des sons brefs produits en frappant sur des corps quelconques ; et après qu*on aura ainsi donné l'éveil à l'oreille, il deviendra presque impossible d'entendre heurter deux objets quelconques, sans remarquer la hauteur du son produit, et être prêt à en prendre l'unisson avec la voix ou avec un instrument.

6«3. Limite de durée des sons. — Les faits qui précèdent prouvent qu'un son peut être apprécié, même quand il n'a qu'une très courte durée. Savart a cherché quelle était la limite de cette durée. Pour cela, il a fait usage d'une roue dentée (fig. 425), dont les dents pouvaient être enlevées par portions r, et replacées à volonté ; et il a reconnu qu'il suffit de deux dents frappant sur une carte, pour que le son soit appréciable et qu'on puisse en prendre l'unisson avec un instrument. De plus, ce son est lo même que celui que donne la roue entièrement garnie de dents. Il suffit donc de deux vibrations doubles, ou de quatre vibrations simples, pour que l'oreille apprécie la rapidité de ces vibrations, c'est-à-dire la hauteur du son produit. Quand il n'y a qu'une seule dent, le pig. 42;».

bruit est encore appréciable ; mais il ne dépend

plus de la vitesse de rotation : il dépend de la nature et des dimensions des corps qui se choquent. S'il y avait alors plus de 32 tours par seconde, on aurait un son très grave, correspondant à autant de vibrations doubles qu'il y aurait de tours, c'est-à-dire de rencontres de la dent unique avec la carte.

Savart a trouvé que 10,000 chocs par seconde engendrent un son dont Toreille peut apprécier le ton. Or, si l'on ne garde que deux dents, les deux chocs qu'elles produisent ne durent que y^ de seconde. L'oreille peut donc comparer des sons dont la cause agit pendant un temps aussi court.

T. Kétliode optique de comparaison des sons.

£»64. Nous avons vu comment on peut comparer les sons entre eux, au moyen du sonomètre (547), et trouver les rapports entre les nombres do vibrations correspondants aux divers accords. On doit à M. Lissajous une méthode très remarquable qu'il a développée avec beaucoup d'art, au moyen de laquelle on peut, sans le secours de roreille, comparer deux sons et trouver le rapport de leurs nombres de vibrations*. Celte méthode désignée par son

I Annales de chimie et de physique, 3« série, t. LI, p. 147.

Fig. 426.

inventeur sous le nom de méthode optique, s*appuie sur deux principes, qm seront développés dans Toptique: i^ I impression produite dans l'œil persisk quelques vingtièmes de seconde après que la lumière a cessé d*agir, comme le prouve Texpérience familière d'un charbon ardent, qui produit une comte continue quand on le fait tourner rapidement ; â» quand on incline un miroff sur lequel se réfléchit un rayon lumineux fixe, le rayon réfléchi s'incline d'une quantité angulaire double de celle du miroir.

Cela posé, considérons un diapason à fourchette (fig. Ai&)^ dont une des branches porte à l'extrémité de sa face convexe un petit miroir plan m, Taotre branche portant une masse de même poids, pour que les vibrations se fassent

toujours avec facilité. Si le miroir m est frappé par un pinceau de rayons solaires sm, le pinceau réfléchi mm\ reçu dans l'œil ou projeté sur un écran pendant les vibrations, produira un petit trait Ibbbneux parallèle au plan de la fourchette^ le miroir oscillant autour d'un axe perpendiculaire à ce plan. Si l'on fait a même temps tourner le diapason sur lui-même, l'image du trait lumineui se déplacera autour de Taxe de rotation, el l'on obtiendra une ligne sinueuse semblable à celle quo l'on voit en f. Quand le corps vibrant ne se prête pas à ud déplacement rapide, on reçoit le rayon réfléchi sur un second miroir m\ qoe l'on fait tourner autour d'un axe perpendiculaire au rayon réfléchi, et situé dans le plan où ce rayon oscille. On voit alors, soit directement dans 1^ miroir m', soit par projection en /", la ligne sinueuse qui prouve TexisleDce du mouvement vibratoire. La lentille / sert à rassembler dans un espace très

étroit les rayons réfléchis en m', de manière que le trait projeté en f soit plus brillant, plus mince et plus net,

S6S. Composition des vIbratloBS 4e même direction. — Considérons deui diapasons parallèles à l'unisson, munis de petits miroirs m, m' (fig. 427) ; un pinceau de rayons lumineux om, réfléchi en m, puis en m', vient former un point lumineux sur un écran placé en t au foyer de la lentille /. Si un des diapasons vibre, le rayon qu'il réfléchit oscille dans un angle douHe de celui du miroir, et le point lumineux se change en un trait situé dans le plan commun des deux diapasons. Si les deux diapasons vibrent simultanément avec la môme amplitude, il y a plusieurs cas à examiner. 1° Si les deux diapasons passent en même temps par la position d'équilibre

Fig. 427.