V. DVORAK. — Die akustischen Rotationsapparate und Apparate zur Messung der Stärke der Luftschwingungen (Appareils acoustiques de rotation et pour la mesure de l'intensité des vibrations de l'air) ; Zeitschrift für Inst rumentenkunde, t III, p. 127; 1883

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Submitted on 1 Jan 1883

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V. DVORAK. - Die akustischen Rotationsapparate und Apparate zur Messung der Stärke der Luftschwingungen

(Appareils acoustiques de rotation et pour la mesure de l’intensité des vibrations de l’air) ; Zeitschrift für Inst

rumentenkunde, t III, p. 127; 1883

A. Terquem

To cite this version:

A. Terquem. V. DVORAK. - Die akustischen Rotationsapparate und Apparate zur Messung der

Stärke der Luftschwingungen (Appareils acoustiques de rotation et pour la mesure de l’intensité des

vibrations de l’air) ; Zeitschrift für Inst rumentenkunde, t III, p. 127; 1883. J. Phys. Theor. Appl.,

1883, 2 (1), pp.465-473. �10.1051/jphystap:018830020046501�. �jpa-00238142�

465 tité voulue du _mercure, et l’on

opérera

^COnlme

ci-dessus,

sans aucune

chance de casse.

M. Jamin,

^{dans son Cours de}

Physique

^de

^l’École Polytechnique, parle

de tubes tellement

capillaires qu’on

^ne

peut

décider le mer- cure à y ^entrer. Je n’ai pu ^me procurer ^un de ces

tubes;

^mais

je

pense que,

grâce

^au

procédé qui

visent d’ètre

décrit,

^on

parviendrait

facilement ^à

emplir

des thermomètres

ayant

^de

pareils

^tuhes.

V. DVORAK. 2014 Die akustischen Rotationsapparate ^und Apparate ^zur Messung

der Stärke der Luftschwingungen (Appareils acoustiques ^{de rotation et} pour la

mesure de l’intensité des vibrations de l’air) ; Zeitschrift für Instrumenten-

kunde, ^t III, p. 127; 1883.

M. Dvorak

s’occupe déjà, depuis plusieurs ^années,

^{de l’étude}

des attractions et

répulsions qui

^se

produisent

^{dans le}

voisinage

des corps ^en vibration

placés

^{dans une}

atmosphère ^indéfinie,

ainsi que des

phénomènes analogues

^{obtenus avec} des résonna

teurs.

Les recherches antérieures de M. Dvorak ^ont été

publiées

^dans

les A m2cchs de

T’oggendorff,

^de

Wiedemann,

^les

Comptes

^rendus

de l’Académie de

Vienne;

^une

analyse

^{de ces travaux a été don-}

née dans les r1nnales de Chirnie et cle

Plz~~si~zce

^et le Journal de

Physique (’ ).

La

plupart

^{de ces}

phénomènes

^ne

peuvent

^être observés que

quand

les vibrations sont très

énergiques,

c’est-à-dire

quand

^on

ne

peut plus

admettre la

simple proportionnalité

de la variation de

pression

^{à la} dérivée du

déplacement moléculaire,

^et _que

l’ampli-

tude maxima n’est

plus négligeable

par

rapport

^{à la}

longueur

d’onde. Dans ^ces

circonstances,

ainsi due l’a fait voir ^1~T.

Dvorak,

la moyenne des

pressions

d’une onde dilatée et condensée ne se-

rait

plus égale

^{à la}

pression primitive :

il y aurait t un excès de

pression.

^On

peut compléter

ainsi le calcul donné

précédemment

par M. l)vorak.

La

pression ~,

^{dans une tranche}

quelconque

^d’m gaz vibrant à

(’ ) Joumtcrl ^cle Physique) ^ne série, ^t. Y, p. 123, ^et t. YIII, p. 26 ^et 2,)0.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018830020046501

466

un instant donné, ^est donnée par la relation

X étant le

déplacement moléculaire,

~, ^le

rapport

des deux cliva- leurs

spécifiques

^ou

^iy4i’

C étant la

pression pendant

^une condensation et D

pendant

^une

dilatation,

^{on aura}

Si l’on

peut négliger

^les

puissances

^de

-y2013

ix-

supérieures

^à la pre-

III ière,

Si l’on conserve la deuxième

puissance

^de

d~ ~

^{dans le}

^dëvelop-

pement

^des

puissances,

^{on a}

Dans ^un

appareil

^oû existent des ondes

fixes,

^on pourra poser

approxiii-iativeiiienu,

^{même dans ce cas,}

1 étant la

longueur

^d’onde.

La valeur moyenne

de ~ + ~ -~o, pendant

^la durée d’une vibra-

2

tion

T,

^et dans l’étendue d’une den1i-onde ou d’un ventre au sui- vant, ^sera par suite

467 Comme la valeur de

l’intégrale

^est

2013?

^{on obtient comme ré-}

8

sultat

La

pression

moyenne ^{dans le}

voisinage

des noeuds serait donc

supérieure

^{à la}

pression

^normale

qui

^{continue à exister aux ven-}

tres. l~Z. Dvorak a

démontré,

par diverses

expériences,

l’existence de cet excès de

pression

^au

voisinage

des noeuds dans le cas de vibrations très intenses.

Ainsi,

^{dans un tube de}

Kundt,

^{il se} pro- duit ^un courant continuel des noeuds vers les ventres ^au centre du tubj et un contre-courant en sens inverse le

long

^des

parois.

^C’est

par ^cet excès de

pression qui

^se

produit

^{au fond des} résonnateurs que 1~2. Dvorak

explique

^la

répulsion

^{de ces} derniers par les corps

sonores

qui

^{les mettent en} vibrations.

Dans le travail

actuel,

^{1~1. Dvorak décrit}

quelques appareils

^de

rotation fondés sur la

répulsion

^des

résonnateurs, plus parfaits

que ^ceux

qu’il

^avait

déjà indiqués,

^et

quelques appareils

^nou-

veaux dont la théorie n’est pas ^encore faite.

Une des conditions essentielles pour la réussite de ^ces

expé- riences,

^{y c’est}

d’employer

comme source sonore des vibrations aériennes très

énergiques;

^{on se} sert, dans ^ce

but,

^d’un

diapason

muni d’une boîte de

résonnance,

^{comme on le} fait d’habitude.

Mais, d’après

^M.

^Dvorak,

pour que les vibrations soient ^très in- tenses, il faut ^non seulement que la

capacité

de la boîte rende le même son que le

diapason,

^{mais encore}

qu’il

^{en soit de même}

pour les

parois

^{avec la}

surcharge

^du

diapason;

^le

plus

^{souvent le}

son des

parois

^est

trop

grave ^{à cause} de la faible

épaisseur

^{de ces}

dernières.

Si le son des

parois

^est

trop haut,

^on

peut

^{le baisser en dimi-}

nuant

l’épaisseur

^des

parois supérieures

^et inférieures. On déter- mine assez facilement le ^son propre des

parois

^en

remplissant

^{la ,}

boîte intérieure de colon,

plaçant

^{un morceau de}

liège

^{entre les}

’

branches du

diapason,

^et

frappant

^{sur la}

partie supérieure

^d’une

des branches de ce dernier avec un

petit

^{marteau de}

liège.

Le

diapason employé

^{dans toutes les}

expériences qui

^suivent

rendait le ^son

sol3 (3oa

vibrations

doubles).

^{Dans la}

~y. ~

^est

représentée

^{la caisse} résonnante

(c~ ~=o"Bi35,c~/~

^I

I , c~’= ~ o,~).

468

L’accord du

diapason

^{et de la}

capacité

de la boîte était obtenu eu

modifiant l’ouverture circulaire antérieure et, ^avec les

parois,

^en

diminuant

progressivement l’épaisseur

^des

deux parois supérieures

et inférieures. La boite est soutenue par

quatre

^{morceaux de} tubes de caoutchouc collés dans le sens de la

longueur

^aux

quatre

coins de la boîte. l~Z. Dvorak

préfère

^cette

disposition

^{à celle}

qu’on emploie habituellement,

consistant à soutenir la boîte par deux tubes collés transversalen1ent.

On

peut

ébranler le

diapason

^{avec un}

^archet,

^ou

électrique-

ment.

Dans ce dernier _cas, on se sert d’un électro-aimant E

( lîg- 1),

dont le noyau ^est formé de

quelques plaques

de fer doux

séparées

Fig. ^i.

par des feuilles de

papier,

^{et soutenu par la}

tige

^{de bois cube}

vissée ^sur la

paroi postérieure

^{de la}

^boîte;

^{on fixe cette}

tige

^{en à}

dans une

pince,

^{et tout}

l’appareil

^{est ainsi soutenu en} l’air par

cette

pince.

^{Au lieu d’un autre}

diapason interrupteur

^{à mercure,}

comme

l’indique

^:1B1.

^Dvorak,

il serait

préférable d’employer

^un

diapason auto-interrupteur,

^{à contacts}

^solides,

^{comme l’a}

indiqué

1~~. Mercadier.

Voici les

principaux appareils

décrits par M. Dvorak.

’1. RÉPULSION DE IIÉSONNÀTEURS.

ll..~OZLe it l’GCGGtLOt2

acollstique ~~b’. 2).

^{- Une croix}

légère

en bois

reposant

^{sur la}

pointe

^d’une

aiguille porte quatre

^réson-

469

nateurs en verre

(diamètre - 4,1"" ;

diamètres de l’ouverture -

4mm,

1/> ⁼

83~’).

^{A la}

rigueur,

^un

fseul

l’éSO1~11ateL7l’

suffirait, puisque

Fig. 2.

la

répulsion

^est

indépendante

^{de la}

position

^du résonnateur par

rapport

^{à la} source sonore.

b. Résonnateur tournant

(Jig.

^{3 cc et 3}

b).

^{- Un}

c}lindre

^abc

l’ait de

papier épais porte quatre appendices

tels que

df ;

^{sur cha-}

cun de ceux-ci se trouve une ouverture latérale avec une

petite

tubulure

cylindrique. L’appareil

^est

suspendu

^{à un}

long

fil de soie

470

sans

torsion,

^{et une}

petite aiguille posée au-dessous, passan

^dans

une

petite

^ouverture

percée

^{dans une}

plaque métallique, empêche

les oscillations latérales

(fzb = ~ O~I’1,

^{bc =}

^36mm, elf

^{= i}

omm,

^dia-

mètre des ouvertures ⁼

6mm, longueur

^des

ajutages cyl*ndr* 1 1-

(lues ^-

8mm).

2. FOII3IÀTIOt D’ANlBEAUX 1.0lJRBILLON.NA:NTS ^{ET 17E} COUP,-~1NTS D’AIR

L-E SON

(e~zCOZ°e

¡Jeu

expliquée).

a. liadiométl=e

acollstique (fig’. 4D). -

^Pour

préparer

^les

ailes de cet

instrument,

^on

prend

^{un morceau de carton}

ayant

^une

~~~aisseur

^de

^{0, 8mm,} puis

^le

posant

^{sur un hloç de}

plomb,

on y perce des ouvertures

coniques

^{distantes de 6mm à}

^6mm, 5,

^{avec un}

enipoite-pi

^{lèce d’acier}

représen t~ f ~’. ~

^A

( C~~ _ ^3mm, 8,

^{Cd -}

^{’¿ nlln).}

Fi g !¡.

l~

Ce _carton,

placé

^{devant une caisse}

résonnante,

^est

repoussé

^{si le}

petit

diamètre des ouvertures est tourné ^vers la

boîte,

^attiré

si ^on le tourne en sens contraire. Pour augmenter

l’action,

^{y on}

rend

plus

forte la saillie des cônes et leur surface

plus régu-

lière en mouillant le carton , y et se servant du mandrin d’acier

et de la inatrice

représentés fig. ^4B

^{et C}

(~f~~=

^2111111,

angle

^du

cône ⁼

55°,

^{hi =}

4m111).

^On vernit ensuite ces cartons pour les consolider.

Pour faire le

r adiomètre,

^{on en mon te}

_quatre plaques,

^comme

le montrent les

fi,*.. 4 D

^ou

4 E,

^en _prenant ^{des carrés}

portant

^clia-

471

cun

vingt-cinq

ouvertures

coniqu es ;

^{on tourne la}

partie

^étroite

des ouvertures vers la boîte résonnante.

h. Aj2émoj~2étj~e

czcozcstilzce ~(~rerr2iére espèce).

^{- Comme}

l’indique la/?~. ^5,

devant t l’ouverture de la caisse

résonnante,

^on

Fig. ^5.

met un résonnateur de

Hel~nholtz,

pas

trop près cependant,

pour

ne pas étouffer le ^son

primitif;

^{de la}

pointe cz

^{sort un courant}

d’air

qui peut

^{mettre en mouvement une}

petite

^{roue anémo-}

métrique (cab

⁼⁼

^801l1m,

diamètre de ~3 ⁼

16~~~

^{de cG =}

2111111)..

^x

On

peut employer

^un résonnateur à une seule ouverture, tel que ml

(fig. 5),

^{même en donnant à l’axe mZ une}

position quelconque

par

rapport

^à celui de la caisse. Ce résonnateur est forme d’une

sphère

^{de verre,} dont l’ouverture ^a été rodée et sur

laquelle

^on

a collé ^une

petite

^lame

métallique

^{avec une}

petite

^ouverture,

( J71l = 501l11l1)

diamètre de l’ouverture ⁼

3mm, 5).

Le courant d’air

qui s’échappe

de l’ouverture 1 est

formé,

^comme

on le reconnaît avec de la

fumée,

par des ^anneaux tourbillonnants.

c..~l c2é~2c~mèt~~e

électrique (~~ezc.~Lèn2e espèce).

^{- On}

place,

à

om, 02

devant l’ouverture de la caisse

renforçante,

^{une des}

plaques

^{servant d’aile au} radiomètre avec cent ouvertures

coniques,

la

grande

^{base tournée vers la}

boîte,

^et par derrière l’anémo- mètre; ^il se

produit

^{une rotation}

rapide

^{de ce dernier.}

3. APPAREILS DESTINÉS A LA MESURE DE L’INTENSITÉ DES VIBRATIONS DE L’AIR.

(Balance

de torsion

acoustique.)

La balance de

torsion,

décrite par M. Dvorak

( ~~ . 6),

^{se Co111-}

pose d’un levier

léger

^avec

suspension ^bifilaire portant

^{à son ex-} trémité une des ailes du radiomè tre

( avec

trente-six ouvertures

472

coniques)

^{et un}

contrepoids

^k. Au-dessous sont fixés un miroir

S,

un

poids

^de

plomb ^Iz,

^{destiné à} diminuer la sensibilité de

l’appa-

reil,

^{et une}

plaque ~f’g plongeant

^{dans un}

petit

^vase

rempli

d’huile.

L’appareil

^n’est pas renfermé dans une

boîte,

pour éviter les réflexions du son sur les

parois;

^il

n’y

^{a à cela aucun incon~ré-}

Fig. ^6.

nient,

l’observateur étant

placé

^à une assez

grande

^{distance de}

l’appareil

pour l’observation des déviations. Dimensions : -.

ccb ⁼

om,

og, cd =

7mm; lon gueur

des fils de

suspension,

^{om, 2 1.}

Lord

Rayleigh ^avait,

^en

^1882, indiqué,

pour ^mesurer l’intensité des vibrations

aériennes, l’emploi

^{d’ un}

petit disque qui

^{tend à se}

placer perpendiculairement

^{à la} direction des vibrations.

M. Dvorak avait

déjà

^{reconnu le}

principe

de la construction de

cet

appareil

^en

18~0;

il pense ^en outre,

d’après

^ses

observations,

que, dans

l’appareil

^{de lord}

Rayleigh,

^le

petit disque pourrait réagir

fortement sur les vibrations à mesurer

( ’ ).

Fig. 7.

’

¡Vota. ^- Comme

chape

pour les

appareils

^de

^rotation,

^{M. D~~o-}

rak

emploie,

^{comme le montre la}

f ~~. ~,

^une

portion

^{de tube}

( t ) ^Voir ci-dessous, p. 481.

473 de verre étiré reposant ^{sur une}

pointe d’aiguille ;

^on évite ainsi les oscillations latérales de ces

appareils.

^A.

^TERQUEM.

SHELFORD BIDWELL. 2014 On the electrical resistance of carbon contacts (Sur

la résistance électr ique ^{des contacts de} charbon); Proceedings of ^the Royal Society, ^vol. XXXV, p. I; 1883.

Un levier

suspendu

^{comme un fléau de balance}

porte

^{d’un côté}

un

contrepoids

^et de l’autre un

plateau qu’on peut charger

^d’un

poids

convenable. Il se

prolonge

^{au delà de ce}

plateau

^{et se ter-}

mine par ^un tube de cuivre

auquel

^on

peut adapter

^une

baguette

de charbon d’un diamètre de

o~i~-, 6.

^Cette

baguette

repose par ^sa face inférieure ^{sur une} autre

bague tte

^fixe

perpendiculaire

^{à la}

première

^{et de inènie} diamètre. Le contact des charbons est dis-

posé

^sur le circuit d’une

pile

^et les résistances sont mesurées par la méthode du

pont

de Wheatstone.

La résistance observée ^a varié dans une même série

d’expériences depuis ^{16, io}

^ohms

correspondant

^{à une}

pression

^de

oë~a5~ jus- qu’à l ohm, 86, correspondant

^à 5o~’. Les

variations,

^très

rapides

pour les faibles

pressions,

^se ralentissent

beaucoup quand

les pres- sions croissent.

L’influence de la

pression

^{est d’autant}

plus

faible que l’intensité du courant

employé

^est

plus grande,

les résistances pour les faibles

pressions

^{diminuant très vite}

quand

^on augmente ^cette

intensité,

tandis

qu’elles

varient peu dans les ^cas des fortes

pressions.

^Cet

effet de l’accroissement d’intensité ^ne

peut

^{être mis sur le}

compte

d’une élévation de

température

^résultant du passage du ^courant,

car on a constaté directement que l’élévation de la

température

amène en

général

^un accroissement de résistance au contact, le

phénomène étant,

^{du reste,}

irrégulier

^et peu

marqué.

Un

poids

fut attaché à l’extrémité d’un levier dont ^un

léger

mouvement

permettait

^de faire reposer le

poids

^{sur le}

plateau

^ou

de le retirer

rapidement.

^En alternant les observations avec ou sans ce

poids additionnel,

^{on reconnut} que l’influence de l’accrois-

sement de

pression

^sur la résistance est

purement temporaire

^et

disparaît

instantanément

quand

^{on revient à la}

pression primitive

Pour une même

pression

le passage ^{d’un courant amène une}