A. — Production du son.

Tous les phénomènes de la nature sont produits par des vibrations.

Le son n'est donc qu'un phénomène vibratoire, tout comme la lumière, la chaleur, etc.

Selon les travaux les plus récents, les vibrations sonores, c'est-à-dire perceptibles par l'oreille, varient de 32 à 73.000 par seconde.

Celles qui produisent la chaleur, et que les physiciens appellent vibrations calorifiques, commencent à 134 trillions (134.000.000.000.000) par seconde, et deviennent lumineuses, c'est-à-dire visibles, perceptibles par l'œil, a partir de 483 trillions. Voici les chiffres correspondant aux vibrations éthérées des sept couleurs de l'arc-en-ciel, la gamme des couleurs :

Plus rapides encore sont les vibrations chimiques, qui ne sont perçues par aucun de nos sens, mais seulement par certains réactifs, tels que les plaques photographiques; ces dernières atteignent la vitesse prodigieuse de 1,017 trillions par seconde, quelques-uns disent même 1,429 millions.

Ce n'est pas à titre de simple curiosité que je fais figurer ici ces chiffres qui confondent l'imagination, mais surtout pour que le lecteur s'habitue à ne rien voir d'extraordinaire dans les nombres infiniment plus modestes des vibrations sonores, les plus lentes de celles qui affectent nos sens ; or, ce sont les seules que nous ayons à étudier ici, et encore pas toutes, car la limite d'appréciation, par l'oreille, des sons ayant caractère musical (limite variable d'ailleurs selon les individus) ne s'étend guère au delà du minimum de 32 vibrations et du maximum de 8,276 par seconde, c'est-à-dire entre le son le plus grave du grand orgue (tuyau de 32 pieds), et la note la plus aiguë de la petite-flûte.

Tel est le domaine des sons purement musicaux, et, à présent qu'il est délimité avec une précision suffisante, je n'en sortirai plus.

Nous n'aurons, du reste, à examiner, en fait d'acoustique, que les phénomènes sonores directement intéressants pour le musicien, qui sont ceux-ci :

1° La production du son ;
2° Sa transmission par l'air;
3° Sa perception par l'oreille;
4° Ses combinaisons successives ou simultanées, gammes, intervalles, accords, consonance et dissonance;
5° Les conditions de sonorité des salles;
6° Les rapports entre l'acoustique et le rythme musical.

La première chose est de saisir bien exactement ce qu'on appelle une vibration.

On ne peut s'en faire une idée élémentaire plus nette qu'en examinant attentivement comment se produisent les oscillations du pendule. Prenez un fil d'un mètre de longueur, suspendez un poids à son extrémité inférieure, et vous avez constitué un pendule suffisant pour nos observations (fig. 1). A l'état de repos, il conserve nécessairement la position verticale; c'est un fil à plomb. Écartez-le de cette position qui lui est naturelle, vous le verrez y revenir par le fait de son poids; c'est une oscillation simple (fig. 2). Mais il ne s'arrête pas là; entraîné par son propre mouvement, il dépasse en sens inverse sa position de repos, puis y revient encore ; à ce moment il a accompli une oscillation double (fig. 3). Et il continuera ces mouvements de va-et-vient autour de la perpendiculaire tant que se conservera l'impulsion que vous lui avez donnée.

Les oscillations du pendule ont cela de remarquable qu'elles sont rigoureusement isochrones, c'est-à-dire qu'elles ont toutes la même durée ; la force de l'élan que vous imprimez à votre balancier peut faire varier leur amplitude, mais jamais leur vitesse ; elles s'éteignent progressivement en diminuant de grandeur, à cause de la résistance de l'air et du frottement du fil à son point d'attache; mais depuis la première jusqu'à la dernière, fût-elle imperceptible, elles conserveront la durée exacte d'une seconde, et cela parce que votre pendule a un mètre de longueur¹. S'il avait quatre mètres, chaque course durerait deux secondes, tandis qu'il en ferait deux par seconde si vous le réduisiez au quart, à 25 centimètres².

Or, ces oscillations sont des vibrations.

Elles ne produisent pas de son, parce que notre pendule n'est pas un corps sonore, et surtout parce qu'elles sont beaucoup trop lentes; mais cette lenteur même nous a permis de les voir et de les étudier par l'œil.

Il va devenir facile de comprendre par analogie comment se produisent les vibrations sonores, et par conséquent les sons.

1. La longueur exacte d'un pendule battant la seconde est, à Paris, 994 millimètres; aux pôles elle serait de 996, et à l'équateur 991.