Vitesse du son

“ La connaissance de la vitesse du son, fournit un moyen d'estimer d'une manière satisfaisante, la distance à laquelle on se trouve d'une ville assiégée, d'un fort, etc. Il suffit de multiplier par 340 mètres, le nombre de secondes qui s'écoulent depuis l'instant où l'on aperçoit la lumière du canon, jusqu'à celui où le bruit frappe l'oreille. ”

“ La vitesse du son dans l’eau est beaucoup plus grande que dans l’air ; les expériences faites en 1827 dans le lac de Genève et dont le résultat a été confirmé depuis lors fixent cette vitesse à 1435 mètres à la seconde. La vitesse est encore plus grande dans les solides ; elle a été calculée théoriquement pour les principaux bois et métaux, sur la base de la densité, et exprimée en tableaux dans les traités de physique. Les conditions de propagation du son à distance sont variables suivant le milieu, l’état de l’atmosphère, la configuration des lieux, l’intensité et la hauteur du son. ”

“ La longueur des ondes est sensiblement égale à l'espace que le son parcourt pendant la durée des excursions du corps vibrant qui le produit, c'est-à-dire qu'elle est le quotient de la vitesse du son par le nombre de vibrations. ”

“ La transmission du son, comme tout le monde sait, est infiniment moins rapide que celle de la lumière. Celle-ci, comme nous l'avons déjà dit plus haut, parcourt soixante-sept mille lieues par seconde, tandis que la vitesse du son n'est que de trois cent trente-sept mètres dans le même espace de temps. ”

“ Les mouvements vibratoires se transmettent avec d'autant plus de rapidité que le milieu est plus élastique et plus dense ; d'où il résulte que la vitesse de propagation du son est généralement en rapport avec la densité et l'élasticité des corps. Ainsi, la vitesse du son, dans l'air, est de trois cent trente-sept mètres par seconde ; cette vitesse varie selon l'état météorologique ; un air plus chaud ou plus froid ne transmettent pas avec une vitesse égale. ”

“ Comme le nombre des ondes propagées dans le milieu ambiant est toujours égal au nombre des vibrations du corps sonore, comme d'ailleurs l'ensemble des ondes produites dans une seconde de temps occupe nécessairement, dans ce milieu, une longueur déterminée égale à la vitesse du son, il en résulte que ces ondes sont d'autant plus courtes que le son est plus aigu, d'autant plus longues que le son est plus grave. ”

“ La vitesse du son dans l'air n'est pas de 240 mètres par seconde. Les expériences faites en 1822, par les soins du bureau des longitudes, ont établi que la vitesse du son est de 337m2 par seconde, à la température de 10 degrés au-dessus de zéro. ”

“ Sur la vitesse du son : expériences pour la déterminer : manière de mesurer les distances par ce moyen. Il n’en est pas du son comme de la lumière, qui se transmet d’un lieu à un autre avec une rapidité inconcevable. La vitesse du son est assez médiocre, & est a peine de 200 toises par seconde. ”

“ Par exemple, les physiciens, ayant calculé, d'après les lois de la propagation des ondes sonores, quelle doit être la vitesse du son, trouvèrent qu'en fait les sons vont plus vite que le calcul ne semble l'indiquer. ”

“ Je m’étonnais, à propos du son, que le mouvement d’une corde fût assez intense pour ébranler un milieu si peu dense que l’air avec une rapidité de 340 mètres par seconde et à de grandes distances ; mais ici comme l’objection se présente avec plus de force : combien les mouvements vibratoires des corps lumineux sont plus petits (à supposer qu’ils existent) , combien l’éther est plus subtil, combien plus rapide la vitesse de transmission et plus vaste l’espace parcouru ! La vitesse, elle est de 74,500 lieues par seconde ; l’espace, il est incommensurable ! ”

“ Mettons en regard quelques-unes de ces frappantes analogies : pour le son, la vitesse dépend du rapport de l'élasticité à la densité des corps qui le transmettent; plus l'élasticité est grande, plus grande est la vitesse, et plus la densité est grande, moins grande est la vitesse. ”

“ Si le mouvement sonore était dû à un écoulement périodiquement variable, la vitesse excessive de cet écoulement n'aurait d'autre effet que de détruire la périodicité et par conséquent de faire disparaître le son.
Le procédé que nous venons de décrire est incomplet en ce sens qu'il n'est pas toujours possible de former des sons aveclui. La raison en est simple. La lame d'air, qui sort en vibrant par l'orifice rectangulaire, peut être assimilée à une lame métallique d'une longueur indéfinie, et, par le fait seul de ses dimensions, -elle n'a pas l'énergie suffisante pour impressionner l'oreille. ”

“ Nous avons vu que les vibrations devaient avoir une fréquence prodigieuse dans le fluide éthéré de l'espace qui nous les transmet avec une extrême vitesse. Rien ne s'oppose à ce qu'elles soient transmises, sinon avec la même vitesse, du moins avec le même degré de fréquence aux molécules de l'air, susceptibles, comme nous l'avons observé, de toutes les fréquences dans la transmission des vibrations. ”

“ Or, j'ai montré plus d'une fois dans mes leçons, à l'aide d'expérimentations très rigoureusement instituées, que dans ce cas l'intensité du son est fonction de la vitesse du liquide; que le liquide très pauvre en globules s'écoule à travers l'espace étroit qu'on lui fait traverser plus vite que celui qui en est très chargé et que, si l'on arrive en modifiant la pression initiale, c'est-à-dire la force qui pousse le liquide, à faire que le plus épais coule avec la même vitesse que le plus pauvre, l'intensité des bruits s'égalise sensiblement. ”

“ Mais, pour une même vitesse du courant d'air, le son monte à mesure que le bord tranchant du tuyau se rapproche de la lumière ; le son s'élève aussi lorsque, la position du biseau restant fixe, on augmente la vitesse du courant d'air. — Comme nous l'avons déjà dit plusieurs fois, un bruit de ce genre est, en réalité, une masse sonore composée d'un grand nombre de sons discordants. L'air du tuyau renforce, par résonnance, les sons partiels de cette masse dont la hauteur est la même que celle de ses sons propres et leur communique une intensité assez considérable pour couvrir tous les autres. ”

“ Il nous semble donc démontré que c'est la vitesse de l'air, à son introduction dans le tube, qui détermine l'acuité du son, c'est-à-dire le nombre des vibrations dont il se compose ; et que lorsque sa vitesse étant un, il produit le son 1, il produira les sons 3 et 5, quand sa vi tesse sera 3 et 5. ”

“ L'intensité du son a pour mesure la force vive du mouvement vibratoire générateur, elle est donc proportionnelle au carré de la vitesse du corps vibrant, ou au carré de l'amplitude de ses vibrations.
L'étendue de la surface du corps vibrant exerce une grande influence sur l'intensité du son. - Les cordes dépourvues de leur caisse de résonnance ne rendent jamais que des sons de peu d'intensité, et d'autant plus faibles que leur diamètre est plus petit. ”

“ Le son, dans les instruments à anche, nous paraît dû à ce que le mouvement de l'air qui s'écoule par la gouttière, étant animé de vitesse périodiquement variable, imprime à l'air extérieur des chocs périodiquesTlont le nombre, déterminant le son, peut varier avec la périodicité de l'écoulement qui dépend de la grandeur de l'orifice, de l'élasticité de la lame, de la pression de l'air, etc. ”

“ La propagation du son se fait en ligne droite, et avec une telle vitesse, qu'il parcourt dans l'atmosphère 173 toises par seconde. Lorsqu'il rencontre quelque surface solide sur son passage, il est réfléchi sous un angle égal à celui d'incidence ”

“ Dans les exemples cités, l'oreille perçoit le mouvement, moins le ton ; lorsque le son est musical, la perception est complexe : car le ton ou degré d'acuité du son musical, dit à la fois sa vitesse dans le temps, puisqu'il dépend du nombre de vibrations dans la seconde ”

“ Mais l'affaiblissement du son, en raison inverse du carré de la distance, n'a plus lieu lorsque l'onde sonore se propage clans des conditions qui ne permettent pas sa diffusion en tous sens. Ainsi, le vent peut ajouter ou ôter à l'intensité du son, comme il ajoute à sa vitesse, suivant qu'il souille dans la même direction ou clans une direction contraire à celle de la propagation des oncles sonores. ”

“ Le choc ne produit pas de son. La vitesse avec laquelle se propage le son a été de bonne heure l’objet de l’attention des physiciens. Les premiers essais de mesure furent tentés par Mersenne en 1636. Des expériences célèbres, pour lesquelles on utilisa le son du canon, furent instituées en 1738 par l’Académie des Sciences et renouvelées en 1822. Il est admis aujourd’hui que la vitesse dans l’air augmente avec l’élévation de la température et diminue avec l’affaiblissement de l’intensité du son. La vitesse est de 330 m. ”

“ La vitesse du Son, qui sembleroit dépendre de fa force, n'en depend point. Cette vitesse est toujours égale & constante , si elle n ell acceleree ou retardée par le vent : c'eft-à-dire que le Son, fort ou foible , s'étendra toujours uniformément, & qu'il fera toujours dans deux fécondés le double du chemin qu'il aura fait dans une. ”

“ Deux sons égaux en hauteur et différents en intensité, sont produits par des mobiles qui ont à chaque instant des vitesses différentes dans l'intérieur d'oscillations de même durée. On dit cependant que ces deux sons ont même vitesse vibratoire. A cause de la confusion entre ces deux vitesses, il vaut mieux dire rythme pour indiquer que les oscillations d'un objet et de son résonnateur ont même durée. Les résonnateurs imitent des rythmes. C'est seulement dans les cas où il s'agit du rythme que les phéno-
mènes d'équilibre conduisent à une résonance, à une imitation véritable. ”

“ Les nuages n'opposent aucun obstacle à la transmission du son. Au contraire, ils sont meilleurs conducteurs que Pair pur.
Quant à la vitesse, je n'ai pu faire d'expériences qu'à l'aide de l'écho, par un bon chronomètre. Les vitesses moyennes que j'ai obtenues composées de la double marche du son de la nacelle à la terre et de la terre à la nacelle, sont placées entre 333 et 340 mètres. ”

“ En variant la vitesse du courant d'air, on peut obtenir comme dans les tuyaux à bouche de l'orgue plusieurs sons ; mais pour un même instrument, il y aura toujours un son qui sortira plus facilement que les autres. ”

“ La vitesse de vibration étant en raison directe de l’épaisseur et en raison inverse du carré du diamètre, plus la C. sera épaisse, et plus sa sonorité deviendra aiguë, plus son diamètre s’élargira, et plus elle rendra un son grave. ”

“ Mais, en supposant que les ondes se meuvent dans la périlymphe avec la même vitesse que dans l'eau à 37 degrés C. et avec une intensité suffisante, celles dont la durée dépassera - 3/29 de seconde auront seules le temps d'atteindre la portion terminal e du limaçon. Toute onde de moindre durée finira moins avant dans les rampes. Cependant les mouvements vibratoires qui en dériveront pourront encore, s'ils ont lieu comme les précédents et avec assez d'intensité, s'équilibrer au bout du limaçon. ”

“ Applications ; par M. A. Leduc 338 — Sur la vitesse du son dans les mélanges gazeux ; par M. A. Leduc 516 — Sur la détermination du rapport g par l’intermédiaire de la vitesse du son ; par M. A. Leduc. 601 Voir Balistique. Acoustique physiologique. — Emploi des vibrations solidiennes de la voix, téléphonie avec fil et sans fil, ainsi qu’en phonographie ; par M. Jules Glover 685 Aérodynamique. — Sur les moteurs à vent ”

“ M. CONTY
Cette expériences aussi amusante qu'instructive, estbasée sur un phénomène d'acoustique très connu. Le son, qui se propage dans l'air avec une vitesse de 340 mètres par seconde, parcourt 4000 mètres environ dans le même temps, ensuivant les fibres d'une pièce de bois.
La transmission du son peut aussi s'effectuer par le crâne et par toutes les parties osseuses de la tête. Bouchez avec soin le conduit auditif d'une de vos Oreilles et présentez une
montre au pavillon, vous ne percevrez aucun bruit ”

“ Le son, transporté par l'air, à raison de l'élas ticité de ce dernier qui fait ressorte parcourt 337 mètres par seconde.
Et cependant, quoique cette vitesse soit grande, elle n'est nulles ment comparable à celle de la lumière q ai se propage avec une rapidité de trente-deux myriamètres par seconde, et nous arrive du soleil en huit minutes treize secondes.
C'est ce qui explique pourquoi, quand on aperçoit un objet placé à
une grande distance et qui produit un son quelconque, le bruit n'est perçu que bien longtemps après que l'on a vu l'objet d'où il émane. ”

“ Il est vray que c'est supposer une estrange vitesse qui seroit cent mille fois plus grande que celle du Son. Car le Son, selon ce que j'ay observé, fait environ 180 Toises dans le temps d'une Seconde ou d'un battement d'artere. ”

“ Très fidèlement, Étienne avait rendu compte à sa mère de son existence lointaine. Il lui avait dépeint le brouhaha de New-York, le dépaysement des premiers jours, la cacophonie des sifflets à vapeur sur l’Hudson, la hâte angoissante des foules, l’abus des machines du calcul et de la vitesse ; puis Boston et ses gracieux environs, les sinuosités de la rivière Charles et les échancrures verdoyantes de la Baie ; puis encore le Niagara avec son tonnerre, ses trombes de poussière liquide et l’affolement grandiose de ses rapides. ”