: deux Sections dans la première, je parlerai de la communication des vibrations par l'air; et dans la seconde, je tâcherai de faire aux usages de l'oreille externe les applications qui me paraîtront découler le plus naturellement des expériences contenues dans la première Section. SECTION PREMIÈRE, SIer. De la Communication des vibrations par l'air. Depuis long-temps on sait que les agitations produites dans l'air par un corps qui résonne peuvent devenir une cause suffisante d'ébranlement pour un second corps. placé même à une grande distance du premier, pourvu cependant qu'ils soient tous les deux amenés à produire exactement le même nombre de vibrations dans le même temps, ou qu'ils soient à la quinte, à l'octave, à la double octave, etc., l'un de l'autre; en un mot, pourvu que les nombres de vibrations qu'ils exécuteraient si on les ébranlait directement, soient des multiples ou des sousmultiples l'un de l'autre. Cette expérience réussit trèsbien avec des cordes; elle réussit de même avec deux disques de métal à l'unisson, et l'on peut, en les tenant dans une direction horizontale l'un au-dessus de l'autre, obtenir, au moyen du sable, des figures très-bien dessinées sur celle des deux lames qu'on n'ébranle pas directement. Il était naturel de chercher à appliquer ces données au mécanisme de l'audition : aussi y a-t-il longtemps qu'on a avancé que la membrane du tympan jouissait, au moyen des muscles du marteau, de la propriété d'être tendue plus ou moins fortement, afin de se trou ver toujours à l'unisson avec les sons excités dans l'air. Mais cette hypothèse, qui, au premier coup-d'oeil, paraît satisfaisante, est environnée de difficultés insurmontables. Comment, lorsqu'on entend plusieurs sons, concevoir que la tension de la membrane s'accommode à chacun d'eux en particulier? Et puis, pour qu'une corde soit ébranlée par une autre corde, il faut qu'elle soit d'avance à l'unisson avec elle; il faudrait donc (ce qui est absurde) que la membrane du tympan accommodât sa tension, non au son produit, mais au son qui va se produire. Enfin, il y a long-temps qu'on a remarqué qu'il n'existe aucun corps qui jouisse de propriétés telles qu'on puisse, sans le rompre, lui faire parcourir huit à dix octaves en faisant seulement varier sa tension. Cette hypothèse est donc inadmissible, et, comme nous l'allons voir, elle repose sur des expériences dont on a tiré une fausse conclusion; car, de ce qu'un corps fait des vibrations très-prononcées lorsqu'il est sous l'influence d'un autre corps avec lequel il se trouve à l'unisson, il ne s'ensuit pas qu'il soit dans l'impossibilité absolue de vibrer à l'occasion de tout autre son. Les cordes étaient peut-être, de tous les corps sonores, ceux qui convenaient le moins pour faire des expériences sur la communication des vibrations par l'air; car elles présentent au fluide qui vient les frapper une surface qui a si peu d'étendue, qu'il n'est pas étonnant qu'elles ne puissent être ébranlées sensiblement par les ondulations de l'air que lorsqu'elles se trouvent placées dans les conditions les plus favorables à leur mouvement. Il faut d'ailleurs remarquer que les moyens qu'on a employés pour constater l'existence de leurs vibrations ont été jusqu'ici très-imparfaits. Ainsi, au lieu de tenter des expériences de cette nature sur des cordes, il aurait fallu chercher à les exécuter avec des corps d'une épaisseur très-faible, et qui présentassent en même temps de trèslarges surfaces à l'air qui viendrait les frapper. Les membranes tendues et préparées avec soin réunissent ces avantages au plus haut degré, et de plus on peut, par le moyen d'une couche légère de sable fin et sec qu'on répand sur l'une de leurs faces, y constater la présence des agitations les plus légères et les plus fugaces. Aussi trouve-t-on, en employant des membranes formées d'une substance à-peu-près homogène, qu'elles sont susceptibles de produire des vibrations très-prononcées, à l'occasion d'un nombre de vibrations quelconque, imprimées à un corps sonore placé à une distance plus ou moins considérable, suivant les circonstances. En effet, si l'on prend, par exemple, une feuille mince et circulaire de papier, de 2 ou 3 décimètres de diamètre, et qu'on la tende avec soin par son contour sur un anneau, ou, mieux encore, sur le bord d'un vase, tel qu'un grand verre à pied ; qu'ensuite on dispose cet appareil si simple de manière que la membrane ait une direction horizontale, afin qu'on puisse employer du sable fin et sec pour y constater la présence du mouvement, on observe, lorsqu'on approche de cet appareil, à un ou deux décimètres de distance, par exemple, une lame de verre en vibration, que la membrane entre en mouvement, et que le sable qu'on a répandu sur sa surface supérieure y trace des figures qui sont quelquefois d'une régularité parfaite, et qui se forment souvent avec tant de promptitude que l'œil n'a pas même le temps d'apercevoir les circonstances qui accompagnent la transformation de la couche légère de poussière en un plus ou moins grand nombre de lignes de repos. Cette expérience réussit le plus généralement, quel que soit le corps vibrant qu'on emploie; néanmoins il est à remarquer que les lames minces de verre ou de métal qui exécutent des vibrations normales offrent plus de chances de succès que tous les autres corps, et ce succès devient non douteux si l'on choisit, parmi les modes de mouvement d'une plaque circulaire, ceux où il y a des lignes de repos concentriques, qu'elles soient ou non accompagnées de lignes nodales diamétrales. L'on sait, d'après les expériences de M. Chladni, que, pour obtenir cette espèce de division, il faut rendre immobiles plusieurs points de la surface de la lame, ou au moins deux points du contour et un point de la surface: c'est de cette dernière façon que je fais l'expérience: je rends d'abord immobiles deux points diamétralement opposés de la circonférence de la plaque, en la saisissant entre le doigt du milieu et le pouce; puis je pose légèrement le bout de l'index sur l'un des points de la surface par lesquels doit passer la ligne nodale circulaire, c'est-à-dire, à la distance du cinquième environ de la circonférence au centre : par ce procédé on obtient facilement une ligne nodale diamétrale accompagnée d'une ligne concentrique. En employant successivement des lames circulaires dont les dimensions soient différentes, et qui rendent par conséquent des sons divers, il est facile de constater que, pour chaque nombre de vibrations, la membrane affecte un mode particulier de division. Lorsque les deux corps sont présentés l'un à l'autre de manière que leurs faces soient parallèles, la membrane exécute des vibrations normales; le sable qui la recouvre est lancé quelquefois à une grande hauteur; et en faisant usage d'un appareil qui permette d'examiner ce qui se passe sur les deux faces de la membrane, on reconnaît que la distribution des lignes nodales y est la même. Le caractère général de ces lignes est d'être circulaire, et leur nombre est quelquefois très-considérable : cependant on observe souvent que ces premières lignes sont coupées par des diamétrales qui forment des étoiles, dont le nombre des pointes est d'autant plus grand que le son est plus aigu : il n'est pas rare non plus d'obtenir des figures composées seulement de lignes diamétrales. Mais on ne peut arriver à une régularité et à une symétrie parfaites, qu'en employant beaucoup de précautions pour que la membrane soit uniformément tendue, et qu'elle soit bien égale d'épaisseur cette dernière condition est toujours assez bien remplie quand on fait usage de papier, surtout de celui qui est très-fin, par exemple, du papier connu sous le nom de papier végétal, car cette substance est une des plus homogènes qu'on puisse employer, comme les expériences mêmes d'acoustique le prouvent. J'ai représenté dans les planches quelques-unes des figures les plus belles qu'on obtient par ce genre d'ébranlement à distance. (Voyez les figures 1-13.) Quand la membrane est mal tendue, il arrive souvent que les lignes tracées par le sable sont très-nombreuses, et qu'elles forment comme des espèces de chaînons arrangés régulièrement, et qui paraissent être le résultat de lignes concentriques coupées par un grand nombre de lignes diamétrales. (Voyez fig. 14.) |