HAL Id: jpa-00236830

HAL Id: jpa-00236830

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00236830

Submitted on 1 Jan 1873

HAL

is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire

HAL, est

destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

R. KOENIG. - Die manometrische Flammen (Sur l’emploi des flammes manométriques) ; Annales de

Poggendorff, t. CXLVI, p. 161; 1872

A. Terquem

To cite this version:

A. Terquem. R. KOENIG. - Die manometrische Flammen (Sur l’emploi des flammes manométriques) ; Annales de Poggendorff, t. CXLVI, p. 161; 1872. J. Phys. Theor. Appl., 1873, 2 (1), pp.182-189.

�10.1051/jphystap:018730020018201�. �jpa-00236830�

I82

6° La nature du _gaz combustible n’influe pas :

je

n’ai rien ^ro-

marclué

^de

particulier,

^{soit avec}

l’Iiyd1-ogéne,

^{soit avec}

l’oxyde

^de

carbone.

7°

^On peut ^{conclure de tous ces} faits que le ^{sens de}

propagation

de l’électricité

parait

bicn être du

positif

^au

négatif.

R. KOENIG. 2014 Die manometrische Flammen (Sur l’emploi ^{des flammes} manométriques) ;

Annales de Poggendorff, ^{t. CXLVI, p. I6I;} I872.

En

1862,

^NI.

Koenig

^{eut l’idée de mettre en} évidence les vibra- tions des colonnes _gazeuses, en

communiquant

^ces vibrations à une

petite

flamme de gaz;

l’organe

^{essentiel de cette} communication était ce que ^M.

Koenig

^{a nommé la}

capsule manométrique.

^Elle

consiste en un

hémisphère

^{creux, en bois ou en}

métal,

^{avec un}

rebord assez

large

^{dans le}

plan

^{de la}

base;

^la

capsule

^{est fermée}

par ^une membrane mince de baudruche ou de

caoutchouc ,

^fixée

par ^{son contour sur} le rebord et

très-peu

^{tendue : c’est là une con-}

dition essentielle de réussite. La cavité

hémisphérique ^reçoit,

^par

un

ajutage,

^{un courant de gaz sous faible}

pression,

^{et il en} part, ^en outre, ^un

petit

^tube

percé

^{d’une ouverture}

très-une,

^où l’on allume le

jet

^{de gaz.}

Si la membrane servant de base à la cavité fait

partie

^{de la}

paroi

d’un espace ^où la

pression

^{est variable}

périodiquement,

^{ces varia-}

tions de

pression

^se

communiqueront,

par l’intermédiaire de la

membrane,

^au gaz que renferme la

capsule,

^{et de là à la flamme,.}

Pour

cela,

il faut que la membrane n’ait _presque aucune

élasticité,

afin que la force ^{due à} la tension soit très-faible _par rapport ^{à la}

pression

que le gaz ^exerce à sa surface. Comme les vibrations du gaz éclairant ^remontent de la

capsule

^{dans le} tuyau

qui

^{amène ce}

dernier et peuvent ^se

communiquer

^{à une autre} flamme même très-

éloignée,

^{on arrête ces} vibrations à l’aide d’une autre

capsule

^mano-

métrique placée

^{sur le}

trajet

^{du gaz, et dont} la membrane est à l’air libre du côté extérieur. Les variations de

pression,

^{à cause de la}

mobilité de la

membrane,

^ne peuvent ^se

communiquer plus

^loin.

M.

Kcenig

^{a fait de ce}

petit appareil

^diverses

applications,

^tant

pour la démonstration que pour l’étude des ^{sons, et en}

particulier

du timbre.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018730020018201

1. Démonstration de l’existence des noeuds dans les

tiyaux

sonores. Un tuyau ^ouvert

Cfig. 1)

^est muiii de trois ouvertures,

au noeud du son fondamental et aux noeuds du deuxième

harmonidue , lesquelles

^{sont recou-}

vertes de

capsules manométriques.

^{Suivant le}

son rendu par le tuyau ^{ouvert, on} voit vibrer soit la flamme du

milieu,

^{soit les flammes ex-} trêmes ; ^{si même} les vibrations sont assez éner-

giques,

les flammes

s’éteignent.

On reconnaît que la flamme

vibre,

^{comme dans} les flammes

chantantes,

parce

qu’elle ^s’allonge

^{et devient}

moins

lumineuse;

^en

examinant,

^en outre, ^son

image

^{dans un miroir tournant, au lieu d’une}

ligne

^{lumineuse droite et continue, on voit des}

flammes

séparées

par des intervalles

obscurs,

^ou

tout au moins une

ligne

^{lumineuse et}

sinueuse,

si les vibrations sont peu ^intenses.

2. Combiz2czison de

plusieurs

^sons.

- Quatre

tuvaux, rendant les sons zct3 ,

mi3 , sol3 ,

^llt4,

portent ^{chacun une}

capsule manométrique

^à

l’endroit où se forme le

noeud;

^{le mouvement}

vibratoire du _gaz éclairant se rend soit à deux flammes

placées

^{l’une au-dessus de l’autre}

(fig. ^2),

^{suit, à une flamme}

unique;

^{on observe}

les vibrations des flammes dans un miroir tour- nant

(1).

Si l’on

prend

^deux tuyaux ^{accordés tous deux sur} llt3, ^{et s’ils sont,}

exactement à

l’unisson,

^il y ^a interférence absolue des _sons, et l’on

n’aperçoit

^{dans la flamme} que le ^mouvement vibratoire correspon- dant à l’octave du son fondamental. S’ils ne sont pas

rigoureuse-

ment à

l’unisson,

^les

changements

^de

grandeur

^{de la flamme accu-}

sent les battements.

En associant ensemble divers tuyaux ^{et examinant dans un} miroir tournant la flamme

unique qui reçoit

^les deux mouvements, (1) ^{Il est} bon d’entourer les flammes d’un petit ^{tube soutenu} par deux fils ^en croix et noirci du côté opposé ^au miroir; ^{de cette} façon, la flamme n’est _pas agitée pendant ^{la rotation du} miroir, ^{et l’on} n’aperçoit que ^son image. (A. T.)

Fig. 1.

I84

on observe une

disposition analogue

^{à celle de}

l’inscription

^obtenue

à l’aide de deux

diapasons

^vibrant

parallèlement.

^{Si le rapport des}

Fig. ^2.

sons est

égal

^{à 7?z : jz} avec m J n , la

période

vibratoire renferme

ln flammes

inégales

^{avec ni - n maxima.}

3. Étude

dit tin-ibre des sons. - M.

K0153nig

^{a construit un} ap-

pareil

^fort

ingénieux

pour démontrer que le timbre de la

plupart

des sons, ^{et en}

particulier

^{celui des}

voyelles,

^{est dû à la} coexistence de

plusieurs harmoniques

^{avec le son} fondamental. Un

pavillon,

dans

lequel

^on

produit

^le son,

amène,

par ^un tuyau ^de

caoutchouc,

la vibratiom

jusqu’à

^une

capsule manométrique

^A

(fig. 3),

^{et l’on}

décompose

la flamme à l’aide d’un rniroir tournant. M.

K0153nig

^a

fait un

grand

nombre d’observations avec cet

appareil :

Fig. ^3.

1° Il a constaté que les ^sons graves donnent des flammes bien

plus colnpliquées

que les ^sons

élevés ;

^les

harmoniques disparaissent, en effet,

^{dans les sons}

élevés,

soit que les corps vibrants ^ne

puissent

se diviser en concamérations assez

petites,

^soit que l’intensité des

harmoniques

élevés devienne trop ^{faible. 1Bf.}

K0153nig

^{a constaté ce}

fait en étudiant le timbre des diverses notes du violon ou d’une sirène dont le mouvcment de rotation était de

plus

^en

plus

^ra-

pide.

20 Il ^a étudié et dessiné avec une

grande

^attention les formes des flammes

correspondant

^{aux diverses}

voyelles,

^en faisant varier la hauteur du son émis

depuis

^ut1

jusqu’à

^ut3.

D’après

^M.

Helmholtz,

pour

chaque voyelle,

^la

bouche, agissant

^{comme le ferait un réson-}

nateur,

prend

^{une forme}

déterminée,

que l’on caractérise en cher-

chant,

^{avec divers}

diapasons, quelle

^{est la note} renforcée par la

bouche,

^note

qui,

pour

chaque voyelle,

^reste constante,

quelle

que

I86

soit la hauteur du son.

D’après

^les recherches faites par M.

Koenig,

les sons

caractéristiques

des diverses

voyelles seraient,

pour

La bouche renforcerait dans le son émis

l’harmonique

^le

plus

voisin de celui

qui

^{lui est} propre. Cette théorie n’est pas

cependant

à l’abri de toute

objection.

D’abord M.

Kcenig

^a

trouvé,

pour

cliaque voyelle,

des formes de flammes

très - compl iquées ,

^surtout pour les ^sons graves , ^ce

qui

démontre la coexistence d’un

grand

^nombre

d’harmaniques ;

^{si un}

harmonique

^{est assez voisin du son} propre ^à la forme aifectée par la

bouche,

^on

voit,

^en

général ,

^cet

harmonique

dominer dans la

flamme;

^{mais il est}

impossible

^{de donner} encore aucune

règle fixe,

tant les formes des flammes sont variables avec la hauteur pour

une même

voyelle;

^{en outre, étant donnée une certaine forme de}

flammes,

^{il est}

très-difficile,

^{si ce n’est}

impossible,

^{de remonter aux}

sons

simples qui

coexistent.

En second

lieu,

^la théorie de NI. Helmholtz ne peut ^{être admise}

comme absolument

vraie,

^{car si elle était exacte} il serait

impossible

d’émettre une

voyelle

^{sur un son}

plus

élevé que celui

qui

^{la caracté-}

rise : ce

qui

^{est démontré faux. En outre, ce n’est} pas la bouche

qui agit

^{seule comme} résonnateur dans la

production

^des sons, mais bien toute la cavité

buccale,

y

comprise

^{les fosses nasales.}

Enfin, puisque

la voix de

chaque

^personne

possède

^{un timbre}

particulier,

variable même avec l’état du

larynx,

^{on ne peut admettre}

qu’un

^son

unique

caractérise

cliaque voyelle.

^Cette

question

^{est donc}

aujour-

d’hui loin d’être résolue

complétement

^au

point

^{de vue}

expérimen-

tal.

L’appareil

^{de M.}

Koenig

^{est néanmoins} très-utile pour démon-

trer très-facilement que ^{le son} des

voyelles

^{et celui des consonnes}

renferment ^un

grand

^nombre

d’harmoniques.

^Il serait très-intéres-

sant de comparer les

figures

^données par M.

Koenig

pour les ^sons des diverses

voyelles

^chantées par lui-même à celles

qu’obtien-

draient d’autres observateurs dans les mêmes conditions. On _pour-

I87 rait

peut-être

^ainsi

dégager

^ce

qu’on pourrait appeler

^le

coefficients personnel

^{de chacun.}

4.

Décomposition

^{des sons}

composés

^{en sons}

simples. - M. Koenig

a réuni sur un même support ^{un certain nombre} de résonnateurs de

Helmholtz,

^{et a fait}

agir

chacun d’eux ^{sur une}

capsule

^manomé-

trique.

^{Il avait}

pris

d’abord le son ut2 ^{comme son} fondamental avec

les huit

premiers harmoniques. Depuis,

^{il a}

remplacé (fig. 4)

^les

Fig. 4.

résonnateurs

sphériques

par des résonnateurs

cylindriques

^à

tirage,

chacun pouvant ^renforcer

plusieurs

^{sons : on n’est}

plus

ainsi astreint à

prendre

^{comme son} fondamental le son ut,.

En

produisant

^{devant ce} résonnateur un son

complexe,

^on peut,

en examinant les flammes dans un miroir tournant, reconnaître

I88

quelles

^sont les flammes mises ^en vibration et déterminer

quels

^sont

les

harmoniques qui

coexistent. Cet

appareil

est surtout propre ^à la

démonstration

^car,

évidemment,

pour des études

sérieuses,

^l’au-

dition

directe, qui

peut ^{du reste être}

pratiquée

^{avec le même} appa-

reil,

^{est de}

beaucoup préférable.

5. Appareil

pour

produire

^les

intelférences

^{des sons. - Cet}

appareil

^se compose de deux tubes recourbés ^en U

(fig. 5),

^et

pla-

Fig. ^5.

cés ^{sur une} table

horizontale, opposés

^{l’un à}

l’autre,

^{de telle sorte}

que les branches

rectilignes

^{soient sur le}

prolongement

^{les unes des}

autres, ^et que les extrémités libres se trouvent vers le milieu . On réunit les extrémités antérieures ensemble à l’aide d’un tube a en

forme de

Y, qui

^{met ces} deux tubes en communication avec un ré- sonnateur ; les extrémités

postérieures

peuvent ^{être réunies à une} seule

capsule manomé trique

^{b’ ou à deux}

capsules

isolées b . Un des deux tubes est à

tirage,

^{de telle sorte} que l’on peut ^{amener en b les} deux ondes

parties

simultanément de _a, en leur faisant

parcourir

des chemins

inégaux.

^{Il est}

préférable d’employer

les deux cap-

I89 sules b que ^{l’on fait}

agir

^{sur trois flammes}

placées

^{à des hauteurs}

inégales;

^deux

reçoivent

l’action chacune d’une des

capsules,

^et

celle du milieu l’action des deux

capsules

^{à la fois.}

En mettant un

diapason

^en vibration devant le résonnateur

placé

en a, ^on

arrive,

^en

allongeant

^un des tubes d’une

quantité égale

^{à la}

moitié de la

longueur d’onde,

^à

produire

l’interférence

complète

en

b,

^ce que l’on reconnaît à la fixité de la flamine examinée dans

un miroir tournant.

Si,

^{au lieu d’un son}

simple,

^{on fait}

agir

^{sur le} résonnateur un son

composé,

tel que celui d’un tuyau ^à embouchure de flûte ou à

anche,

^{ou même la voix}

humaine,

^on peut éliminer ^{tel ou tel har-}

monique

par

interférence,

^{ou même le son} fondamental avec les

harmoniques impairs,

^{en ne} laissant subsister que les

harmoniques pairs.

^En prononçant ^les

voyelles OU, 0,

^{A sur le son} Ul3, ^{on dé-}

montre ainsi facilement la

présence

^{des trois}

premiers harmoniques.

On

pourrait

^donc

employer

^cet

appareil

pour obtenir les types des formes de flammes dues à la coexistence d’un son fondamental

avec des

harmoniques

de diverses

intensités, puisqu’on

peut ^donner à ces divers

harmoniques

^{telle intensité} que l’on désire. Par une

série d’études

méthodiques

^ainsi

^faites,

^on pourra

peut-être

parve- nir à

éclaircir,

^mieux

qu’on

^n’a pu ^encore le

faire,

^la

question

^re-

lative ^au timbre des

voyelles,

^et

analyser

les formes si variées des flamlnes que l’on observe à l’aide de

l’appareil représenté fig.

^3.

A.

TERQUEM.

SITZUNGSBERICHTE DER MATHEMATISCH-NATURWISStNSCHAFTLICHEN CLASSE DER KAISERLICHEN AKADEMIE DER WISSENSCHAFTEN IN WIEN (Comptes

rendus de l’Académie des Sciences de Vienne); ^1872.

(FIN.)

STEFAN. - Ueber die dynamische Theorie der Diffusion der Gase (Sur ^{la théorie} dynamique de la diffusion des gaz), p. 77.

On déduit les coefficients de diffusibilité des _gaz

simples

^{de leurs}

coeflicients de frottement

intérieur,

^en admettant que les molécules

se comportent ^{dans leurs actions}

réciproques

^{comme des}

sphères élastiques.

^Les valeurs ainsi calculées concordent avec les résultats

expérimentaux

^connus.