Mouvement vibratoire

“ VIBRATIONS DES GAZ, DES SOLIDES ET DES LIQUIDES.
— FORMES DE LA VIBRATION.
Quel que soit son état physique, un corps élastique prend, sous l'influence d'une action extérieure capable de modifier momentanément les positions relatives de ses molécules, un mouvement vibratoire périodique, qui se communique à la masse d'air ambiante et se propage dans l'atmosphère sous forme d'ondes alternativement condensantes et dilatantes. ”

“ Si l’on pince une corde tendue, on lui communique un mouvement de va-et-vient et d’oscillation que nos sens peuvent saisir: le toucher la sent frémir sous le doigt; la vue, à la place d’une ligne très nette, perçoit une corde reniée vers le milieu et beaucoup moins lumineuse, dont le renflement va sans cesse en diminuant jusqu’à ce qu’elle soit revenue à l’état de repos. Cette sorte de mouvement est ce qu’on appelle une vibration, et c’est de ce fait élémentaire qu’est sortie toute la théorie vibratoire, si considérable dans la physique moderne, et qui est appelée à un si grand avenir. ”

“ DU TIMBRE DES SONS MUSICAUX.
Le son est la sensation excitée dans le nerf acoustique par le mouvement vibratoire d'un corps élastique; à chacune des qualités fondamentales du son doit donc correspondre un caractère déterminé du mouvement vibratoire générateur. Nous avons établi que l'intensité et la hauteur musicale du son dépendent : la première de l'amplitude des vibrations, la seconde de la rapidité du mouvement vibratoire ou du nombre des vibrations exécutées dans l'unité de temps. ”

“ Nous avons à peine besoin de revenir sur la nécessité d'un corps mis en vibration pour qu'il y ait production de la sensation sonore; quand nous entendons un son, nous pouvons toujours arriver à déterminer le corps qui est la cause de la sensation, et l'application d'une des méthodes indiquées au début de ce livre permet de reconnaître que ce corps est animé d'un mouvement vibratoire. On désigne, d'une manière générale, sous le nom de corps sonores des corps vibrant dans des conditions telles qu'ils peuvent communiquer à l'oreille des mouvements faisant naître la sensation auditive. ”

“ Le caractère essentiel des mouvements vibratoires est l'interférence, c'est-à-dire la production, par suite de la combinaison des ondes, de franges de mouvement sur lesquelles le mouvement de vibration est maximum et de franges de repos, sur lesquelles le mouvement vibratoire est nul ou minimum. ”

“ « On appelle son le mouvement vibratoire qu'un corps élastique, heurté d'une manière quelconque, communique en tous sens par l'oscillation de ses molécules à la couche d'air qui le touche immédiatement, et qui, transmis de proche en proche et toujours en s'affaiblissant, vient faire impression sur le sens de l'ouïe. » Pour que la matière soit sonore, il faut qu'elle soit dans des conditions d'élasticité et de densité favorables. Les liquides et les gaz ne peuvent seuls produire un effet acoustique; mais touchant un solide en vibration, ils partagent ses dispositions momentanées ”

“ Nous avons vu que le mouvement vibratoire tend à se transmettre au milieu dans lequel le corps vibrant est plongé ; les oscillations se transmettent par ce milieu jusqu'à l'oreille, et, si elles sont capables d'agir sur l'organe de l'ouïe, elles donneront la sensation du son. ”

“ Tout est vibration dans la nature, non seulement sur la terre que nous voyons, que nous habitons, mais encore dans l'univers entier.
Tous les corps qui paraissent inertes à nos yeux sont animés d'un mouvement vibratoire particulier à chacun d'eux. ”

“ Effectivement, tout corps, lorsqu'il engendre un son, est animé d'un rapide mouvement de va-et-vient qu'on peut reconnaître dans une corde de violon ou de piano qui résonne. Ces allées et venues rapides se nomment vibrations. Si, pendant qu'il résonne, on touche légèrement du doigt un corps sonore, on sent un vif frémissement causé par les vibrations; mais en appuyant davantage, les vibrations sont arrêtées, et le corps ne résonne plus. Il suffit de faire tinter un verre pour s'assurer que le son a bien pour cause un mouvement vibratoire ”

“ Les gaz communiquent aussi leur mouvement vibratoire aux solides, surtout quand ces derniers peuvent exécuter des vibrations de même période que celles qui leur sont transmises. — Tous les corps élastiques, et en particulier les verres et les carreaux de vitre, entrent constamment en vibration, quand un bruit très-intense est produit dans leur voisinage; mais un ébranlement très-faible suffit pour les faire vibrer, quand le son excitateur est de même ton que leur son propre. ”

“ Lorsque, au contraire, la période du mouvement vibratoire extérieur diffère de celle du son fondamental du résonnateur, l'intensité des vibrations pendulaires provoquées par influence dans la masse d'air de l'appareil est plus faible, et d'autant, plus faible que la différence entre la période du son extérieur et celle du son fondamental du résonnateur est plus grande. ”

“ Nous remarquerons en terminant, que, dans toutes les questions qui précèdent, la théorie indique toujours une suite indéfinie de vibrations qui se perpétuent sans s'éteindre. Il n'en est pas ainsi dans la nature; et cette différence peut être attribuée à plusieurs causes. D'abord, on fait abstraction, dans le calcul , de la résistance de l'air, qui s'oppose constamment, quoique faiblement, au mouvement vibratoire de la barre. ”

“ On conçoit d'ailleurs aisément, d'une manière générale, que deux actions correspondant à des mouvements vibratoires puissent s'entre-détruire si les vibrations sont dans des phases opposées et ont la même vitesse : il est au contraire difficile de comprendre une cause d'une autre nature telle que, ajoutée à elle-même, elle puisse s'annuler.
Ainsi, par suite de l'existence de franges d'interférence dans des conditions convenables, nous sommes conduit à admettre que les phénomènes lumineux sont causés par un mouvement vibratoire. ”

“ L'expérience réussit mieux encore, et à une distance plus grande, si l'on opère dans une masse limitée de gaz, dans un tuyau de section petite relativement à sa longueur. 100. Réflexion des vibrations. — Lorsque des vibrations se propagent dans un milieu et qu'elles rencontrent un autre milieu, en général le
mouvement vibratoire se partage en deux ; une partie continue son chemin dans le deuxième milieu, une autre partie revient en sens contraire dans le premier milieu. ”

“ Lorsqu'un corps vibrant ainsi par résonance devient un corps sonore, non seulement il continue à produire un effet après la cessation dn mouvement initial, mais tant que celui-ci existe, il ajoute son effet, sibien que l'intensité du son perçu en est augmentée, il y a renforcement du son.
Mais des conditions spéciales sont nécessaires pour que cet effet puisse se produire : il faut que le corps qui reçoit le mouvement vibratoire soit susceptible de prendre par lui-même, sous d'autres influences, un mouvement vibratoire dont les vibrations aient la même durée ”

“ Ainsi par exemple, tout le monde sait que la chaleur et la lumière du soleil arrivent à nous dans le même temps. Or, je me demande pourquoi ces deux agents, issus des mêmes vibrations d'un foyer et voyageant si bien de compagnie, produisent sur nos sens des impressions dissemblables, et se montrent quelquefois, isolés l'un de l'autre. Je me demande aussi comment, en présence du vide de l'espace, vous expliquez la transmission du mouvement vibratoire depuis les astres jusqu'à nous. II faudrait un agent intermédiaire. ”

“ —L'éther, mon ami, c'est une agglomération d'atomes impondérables, qui, relativement à leurs dimensions, disent les ouvrages de physique moléculaire, sont aussi éloignés les uns des autres que les corps célestes le sont dans l'espace. Leur distance, cependant, est inférieure à un trois-millionièmes de millimètre. Ce sont ces atomes qui, par leur mouvement vibratoire, produisent la lumière et la chaleur, en faisant par seconde quatre cent trente trillions d'ondulations, n'ayant que quatre à six dix-millièmes de millimètre d'amplitude. ”

“ En introduisant dans cette relation les valeurs de X qui permettent un mouvement vibratoire stable, on arrive immédiatement aux énoncés suivants :
Un tuyau ouvert peut, dans des conditions convenables, rendre successivement des sous différents; les sons qu'il peut rendre correspondent à des nombres de vibrations qui sont respectivement :
Un tuyau fermé peut, dans des conditions convenables, rendre successivement des sons différents ; les sons qu'il peut rendre correspondent à des nombres de vibrations qui sont respectivement :
732 . ”

“ Un mouvement vibratoire qui revient t de fois en une séconde , ne peut en- gendrer un diminutif qui ne revienne s qu'un t de fois ou 2 t de fois; ni un r mouvement vibratoire imprimé origi-nairement au cerveau du côté corres- pondant aux nerfs auditifs, ne peut engendrer une vibration diminutives - correspondante au nerf optique, ainsi du reste. La ligne de direction doitJJ pareillement être la même dans lèse: vibrations originales & les dérivées..? ”

“ Les esprits animaux, ressuscites de nos jours sous le nom de fluide nerveux, n’ont donc rien d’inadmissible. Quant à la théorie vibratoire, on a objecté que les fibres du cerveau, étant molles et humides, ne sont pas susceptibles de ce genre de mouvement, qui suppose une certaine tension. ”

“ Un corps solide, une sphère en cristal ou en acier, ou en ivoire, une molécule sphérique quelconque, ne sauraient recevoir ni transmettre un mouvement d'un corps, ou à un autre corps, s'ils n'étaient doués de la faculté de vibrer, nommée élasticité, à moins d'être mus par une volonté, dans un milieu fluide ou gazeux, comme une boule lancée par la main de l'homme dans l'eau, dans l'air, etc. ”

“ Si l’on prend une lame d’acier, et qu’on la fixe par une de ses extrémités, en imprimant un mouvement d’oscillations à l’autre extrémité, on produit un son. Le son résulte donc des vibrations d’un corps, ces vibrations se propagent à travers l’air, et de l’air aux divers organes qui constituent notre oreille, et enfin aux filaments du nerf acoustique qui les conduit à une certaine partie du cerveau. Ces vibrations, nous les percevons sous forme de sons. ”

“ Quand l'air n'occupe pas un espace limité, de manière que le mouvement se transmette dans une seule direction, il paraît que pour qu'il propage les
vibrations d'un corps à un autre, il faut qu'ils soient tous deux susceptibles de rendre le même son, ou que l'un des deux fasse un nombre de vibrations tel, qu'il soit un des harmoniques de l'autre. ”

“ Dans ces conditions, le mouvement communiqué aux molécules qui reçoivent le choc n'ayant pas le temps d'être transmis à toute la masse du corps auquel elles appartiennent, elles sont obligées de s'en séparer ou tout au moins de déterminer, quand le corps est susceptible de vibrer, un centre de vibration qui, propageant ensuite des ondes sur toute sa surface, détermine les sons. ”

“ Nous ne prétendons pas combattre l'opinion de quelques physiciens qui pensent que c'est seulement
face YX, quelle que soit la direction du rayon de l'onde lumineuse, un mouvement de vibration annulaire s'établira dans le prisme, dont les axes seront, l'un une ligne SAA' perpendiculaire à cette face YX, et l'autre une perpendiculaire à cette ligne. ”

“ L’autre manière de former du son, consiste à produire dans un corps élastique, des vibrations assez promptes pour exciter dans les parties de l’air qui l’avoisinent, un mouvement semblable. C’est ainsi qu’une corde tendue rend un son quand on la pince : il ne faut qu’avoir des yeux pour appercevoir ses allées & venues. Les parties élastiques de l’air, frappées par cette corde dans ses vibrations, sont mises elles-mêmes en vibration, & communiquent ce mouvement à leurs voisines, &c. ”

“ Les vibrations se produisent de plusieurs manières, en raison de la substance et de la forme des corps. Ainsi un souffle d'air passant à travers un corps creux, produit une vibration sonore, c'est-à-dire un son. Les coups frappés sur les corps rigides, sur une peau tendue, produisent des vibrations ou sons différents. ”

“ Si l'on pouvait attribuer ces oscillations à un mouvement de vibration du soleil (ce que toutefois nous ne pensons pas) qui viendrait se répéter sur ce plan incliné, elles indiqueraient dans la matière de cet astre une élasticité 6 000 000 de fois aussi grande que celle du cristal.
On ne doit point s'étonner que des facultés de vibrer aussi éminentes, ou que des nombres de vibrations aussi grands que ceux qui peuvent se compter dans des parcelles que le choc d'un briquet contre un caillou détachent de ce caillou ou du briquet, produisent à la fois une lumière vive et une vive chaleur. ”

“ L’amplitude du mouvement règle l’intensité du son, la vitesse de la vibration périodique en détermine la hauteur ou la place sur l’échelle musicale. Les notes graves résultent d’une vibration lente, les notes aigües d’un frémissement plus rapide, plus précipité. La molécule, libre et complaisante, se prête à une infinité de vitesses ; mais l’oreille humaine ne perçoit facilement et avec plaisir que les vibrations enfermées entre certaines limites [1] . L’oreille petit saisir un son qui réponde à 38,000 vibrations ”

“ Dans la marche A"B que suit le rayon lumi- neux en entrant dans le prisme, il n'est rien qui ne soit conforme à la loi de la réfraction déjà expliquée par le mouvement de vibration propre au prisme, et qui rapproche à chacune de ces vibrations et d'une quantité égale, le rayon de l'onde lumineuse de la direction de l'axe de vibration SAS'. ”

“ Nous pouvons, également, sentir les vibrations en touchant légèrement une cloche suspendue en l'air. Accrochez un petit morceau de liège de façon à lui faire toucher légèrement le bord de la cloche, et il sera mis en mouvement ; pour prouver que le son est bien produit par des vibrations, touchez la cloche assez fort pour arrêter les vibrations, et vous arrêterez aussi le son. Frappez un diapason et touchez avec une de ses branches l'extrémité de votre langue, les vibrations vous produi-
ront une sensation de chatouillement assez forte pour amener un ébranlement dans tout le corps. ”