HAL Id: jpa-00236830
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Submitted on 1 Jan 1873
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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
departiculier,
soit avecl’Iiyd1-ogéne,
soit avecl’oxyde
decarbone.
7°
On peut conclure de tous ces faits que le sens depropagation
de l’électricité
parait
bicn être dupositif
aunégatif.
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, encommuniquant
ces vibrations à unepetite
flamme de gaz;l’organe
essentiel de cette communication était ce que M.Koenig
a nommé lacapsule manométrique.
Elleconsiste en un
hémisphère
creux, en bois ou enmétal,
avec unrebord assez
large
dans leplan
de labase;
lacapsule
est ferméepar une membrane mince de baudruche ou de
caoutchouc ,
fixéepar son contour sur le rebord et
très-peu
tendue : c’est là une con-dition essentielle de réussite. La cavité
hémisphérique reçoit,
parun
ajutage,
un courant de gaz sous faiblepression,
et il en part, en outre, unpetit
tubepercé
d’une ouverturetrès-une,
où l’on allume lejet
de gaz.Si la membrane servant de base à la cavité fait
partie
de laparoi
d’un espace où la
pression
est variablepériodiquement,
ces varia-tions de
pression
secommuniqueront,
par l’intermédiaire de lamembrane,
au gaz que renferme lacapsule,
et de là à la flamme,.Pour
cela,
il faut que la membrane n’ait presque aucuneélasticité,
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 lacapsule
dans le tuyauqui
amène cedernier et peuvent se
communiquer
à une autre flamme même très-éloignée,
on arrête ces vibrations à l’aide d’une autrecapsule
mano-métrique placée
sur letrajet
du gaz, et dont la membrane est à l’air libre du côté extérieur. Les variations depression,
à cause de lamobilité de la
membrane,
ne peuvent secommuniquer plus
loin.M.
Kcenig
a fait de cepetit appareil
diversesapplications,
tantpour 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 leson 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 flammess’éteignent.
On reconnaît que la flammevibre,
comme dans les flammeschantantes,
parcequ’elle s’allonge
et devientmoins
lumineuse;
enexaminant,
en outre, sonimage
dans un miroir tournant, au lieu d’uneligne
lumineuse droite et continue, on voit desflammes
séparées
par des intervallesobscurs,
outout au moins une
ligne
lumineuse etsinueuse,
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
àl’endroit où se forme le
noeud;
le mouvementvibratoire du gaz éclairant se rend soit à deux flammes
placées
l’une au-dessus de l’autre(fig. 2),
suit, à une flammeunique;
on observeles 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’onn’aperçoit
dans la flamme que le mouvement vibratoire correspon- dant à l’octave du son fondamental. S’ils ne sont pasrigoureuse-
ment à
l’unisson,
leschangements
degrandeur
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 del’inscription
obtenueà l’aide de deux
diapasons
vibrantparallèlement.
Si le rapport desFig. 2.
sons est
égal
à 7?z : jz avec m J n , lapériode
vibratoire renfermeln flammes
inégales
avec ni - n maxima.3. Étude
dit tin-ibre des sons. - M.K0153nig
a construit un ap-pareil
fortingénieux
pour démontrer que le timbre de laplupart
des sons, et en
particulier
celui desvoyelles,
est dû à la coexistence deplusieurs harmoniques
avec le son fondamental. Unpavillon,
dans
lequel
onproduit
le son,amène,
par un tuyau decaoutchouc,
la vibratiom
jusqu’à
unecapsule manométrique
A(fig. 3),
et l’ondécompose
la flamme à l’aide d’un rniroir tournant. M.K0153nig
afait un
grand
nombre d’observations avec cetappareil :
Fig. 3.
1° Il a constaté que les sons graves donnent des flammes bien
plus colnpliquées
que les sonsélevés ;
lesharmoniques disparaissent, en effet,
dans les sonsélevés,
soit que les corps vibrants nepuissent
se diviser en concamérations assez
petites,
soit que l’intensité desharmoniques
élevés devienne trop faible. 1Bf.K0153nig
a constaté cefait en étudiant le timbre des diverses notes du violon ou d’une sirène dont le mouvcment de rotation était de
plus
enplus
ra-pide.
20 Il a étudié et dessiné avec une
grande
attention les formes des flammescorrespondant
aux diversesvoyelles,
en faisant varier la hauteur du son émisdepuis
ut1jusqu’à
ut3.D’après
M.Helmholtz,
pour
chaque voyelle,
labouche, agissant
comme le ferait un réson-nateur,
prend
une formedéterminée,
que l’on caractérise en cher-chant,
avec diversdiapasons, quelle
est la note renforcée par labouche,
notequi,
pourchaque voyelle,
reste constante,quelle
queI86
soit la hauteur du son.
D’après
les recherches faites par M.Koenig,
les sons
caractéristiques
des diversesvoyelles seraient,
pourLa bouche renforcerait dans le son émis
l’harmonique
leplus
voisin de celui
qui
lui est propre. Cette théorie n’est pascependant
à l’abri de toute
objection.
D’abord M.
Kcenig
atrouvé,
pourcliaque voyelle,
des formes de flammestrès - compl iquées ,
surtout pour les sons graves , cequi
démontre la coexistence d’un
grand
nombred’harmaniques ;
si unharmonique
est assez voisin du son propre à la forme aifectée par labouche,
onvoit,
engénéral ,
cetharmonique
dominer dans laflamme;
mais il estimpossible
de donner encore aucunerègle fixe,
tant les formes des flammes sont variables avec la hauteur pour
une même
voyelle;
en outre, étant donnée une certaine forme deflammes,
il esttrès-difficile,
si ce n’estimpossible,
de remonter auxsons
simples qui
coexistent.En second
lieu,
la théorie de NI. Helmholtz ne peut être admisecomme absolument
vraie,
car si elle était exacte il seraitimpossible
d’émettre une
voyelle
sur un sonplus
élevé que celuiqui
la caracté-rise : ce
qui
est démontré faux. En outre, ce n’est pas la bouchequi agit
seule comme résonnateur dans laproduction
des sons, mais bien toute la cavitébuccale,
ycomprise
les fosses nasales.Enfin, puisque
la voix dechaque
personnepossède
un timbreparticulier,
variable même avec l’état du
larynx,
on ne peut admettrequ’un
sonunique
caractérisecliaque voyelle.
Cettequestion
est doncaujour-
d’hui loin d’être résolue
complétement
aupoint
de vueexpérimen-
tal.
L’appareil
de M.Koenig
est néanmoins très-utile pour démon-trer très-facilement que le son des
voyelles
et celui des consonnesrenferment un
grand
nombred’harmoniques.
Il serait très-intéres-sant de comparer les
figures
données par M.Koenig
pour les sons des diversesvoyelles
chantées par lui-même à cellesqu’obtien-
draient d’autres observateurs dans les mêmes conditions. On pour-
I87 rait
peut-être
ainsidégager
cequ’on pourrait appeler
lecoefficients personnel
de chacun.4.
Décomposition
des sonscomposés
en sonssimples. - M. Koenig
a réuni sur un même support un certain nombre de résonnateurs de
Helmholtz,
et a faitagir
chacun d’eux sur unecapsule
manomé-trique.
Il avaitpris
d’abord le son ut2 comme son fondamental avecles huit
premiers harmoniques. Depuis,
il aremplacé (fig. 4)
lesFig. 4.
résonnateurs
sphériques
par des résonnateurscylindriques
àtirage,
chacun pouvant renforcer
plusieurs
sons : on n’estplus
ainsi astreint àprendre
comme son fondamental le son ut,.En
produisant
devant ce résonnateur un soncomplexe,
on peut,en examinant les flammes dans un miroir tournant, reconnaître
I88
quelles
sont les flammes mises en vibration et déterminerquels
sontles
harmoniques qui
coexistent. Cetappareil
est surtout propre à ladémonstration
car,évidemment,
pour des étudessérieuses,
l’au-dition
directe, qui
peut du reste êtrepratiquée
avec le même appa-reil,
est debeaucoup préférable.
5. Appareil
pourproduire
lesintelférences
des sons. - Cetappareil
se compose de deux tubes recourbés en U(fig. 5),
etpla-
Fig. 5.
cés sur une table
horizontale, opposés
l’un àl’autre,
de telle sorteque les branches
rectilignes
soient sur leprolongement
les unes desautres, 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 extrémitéspostérieures
peuvent être réunies à une seulecapsule manomé trique
b’ ou à deuxcapsules
isolées b . Un des deux tubes est àtirage,
de telle sorte que l’on peut amener en b les deux ondesparties
simultanément de a, en leur faisantparcourir
des chemins
inégaux.
Il estpréférable d’employer
les deux cap-I89 sules b que l’on fait
agir
sur trois flammesplacées
à des hauteursinégales;
deuxreçoivent
l’action chacune d’une descapsules,
etcelle du milieu l’action des deux
capsules
à la fois.En mettant un
diapason
en vibration devant le résonnateurplacé
en a, on
arrive,
enallongeant
un des tubes d’unequantité égale
à lamoitié de la
longueur d’onde,
àproduire
l’interférencecomplète
en
b,
ce que l’on reconnaît à la fixité de la flamine examinée dansun miroir tournant.
Si,
au lieu d’un sonsimple,
on faitagir
sur le résonnateur un soncomposé,
tel que celui d’un tuyau à embouchure de flûte ou àanche,
ou même la voixhumaine,
on peut éliminer tel ou tel har-monique
parinterférence,
ou même le son fondamental avec lesharmoniques impairs,
en ne laissant subsister que lesharmoniques pairs.
En prononçant lesvoyelles OU, 0,
A sur le son Ul3, on dé-montre ainsi facilement la
présence
des troispremiers harmoniques.
On
pourrait
doncemployer
cetappareil
pour obtenir les types des formes de flammes dues à la coexistence d’un son fondamentalavec des
harmoniques
de diversesintensités, puisqu’on
peut donner à ces diversharmoniques
telle intensité que l’on désire. Par unesérie d’études
méthodiques
ainsifaites,
on pourrapeut-être
parve- nir àéclaircir,
mieuxqu’on
n’a pu encore lefaire,
laquestion
re-lative au timbre des
voyelles,
etanalyser
les formes si variées des flamlnes que l’on observe à l’aide del’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 leurscoeflicients de frottement
intérieur,
en admettant que les moléculesse comportent dans leurs actions