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1802 __ « Die Akustik »
Ernst Florens Friedrich Chladni (1756-1827)
Comment : Acoustics, as it was studied at the time, at least, in the mind of Chladni, and aside from music and vibrating structures, was largely one of observations and descriptions [...] and Chladni clearly passed over the details of this mathematics in writing his teatrise. [...] If one had any doubt that vibrations have long been recognized as an integral part of acoustics, a reading of Chladni would eliminate that misconception. Of the four sections of Chladni"s book, the one devoted to vibrations comprises more than 60% of the text. Propagation of sound through air and other gases covers about 15%, while the remaining 25% of the volume is divided among propagation in liquids and solids, musical scales, speech and hearing. [...] In his book Chladni divided the subject of acoustics into sources of sound through matter, and its reception. (Robert Thomas Beyer)
French comment : L'ouvrage, sous le titre d'Acoustique, est divisé en quatre parties, qui traitent respectivement : 1) des rapports numériques des vibrations des corps sonores; 3) des lois des phénomènes qu'elles offrent; 3) des lois de la propagation du son; 4) de la partie physiologique de l'acoustique, où l'auteur examine ce qui concerne la sensation du son et l'organe de l'ouïe dans les hommes et les animaux. La seconde partie, qui traite des lois des phénomènes qu'offrent les vibrations sonores, est celle où on trouve, avec les choses anciennement connues sur cette matière, les nouvelles découvertes de l'auteur qui rendent cette partie de son ouvrage on ne peut pas plus originale et curieuse, et digne de l'intérêt et de l'attention des physiciens et des géomètres. Il examine d'abord les vibrations des cordes et des verges, et en distingue trois sortes : savoir, les "transversales", les "longitudinales", et celles qu'il appelle "tournantes". Les premières sont celles qui ont lieu lorsqu'on touche une corde ou une verge dans une direction perpendicualire à sa longueur. [...] Mais une verge qui frappée de cette manière rend un certain son, en fera entendre un tout différent, si on la frotte, dans le sens de la longueur, avec un morceau de drap, qu'il faut mouiller pour le verre, tenir sec pour les autres corps; et voilà déjà un classe importante de phénomènes dont il paraît que M. Chladni s'est occupé le premier. Il a trouvé que ces vibrations qu'il appelle "longitudinales", étaient, dans une verge solide, soumise aux mêmes lois que les vibrations longitudinales de l'air dans un tuyau d'orgue, et a donné une table des vitesses de ces vibrations pour différentes matières, telles que le verre, les métaux et le bois. Des sons encore différents de ceux produits dans les deux circonstances précédentes, sont obtenus lorsqu'on frotte une verge dans une direction très oblique sur son axe. M. Chladni donne l'épithète de "tournantes" aux vibrations résultantes de cette espèce de frottement, parce qu'il suppose que les molécules du corps prennent un mouvement de rotation ou d'oscillation autour de son axe longitudinal. [...] Dans la troisième partie qui a pour objet la propagation du son, l'auteur considère d'abord cette propagation comme opérée par l'air et les différents fluides aériformes, et il examine ensuite les cas où elle a lieu par l'intermède des corps liquides et solides. [...] (Rapport sur le Clavicylindre et sur les recherches acoustiques de l’auteur, par la Classe des Sciences mathématiques et des Beaux-Arts, février et mars 1809, In “L’Esprit des Journaux Français et Étrangers”, Août 1809, Troisième Trimestre, T)
Original excerpt : « TROISIEME PARTIE.Des Vibrations Communiquées, ou de la Propagation du Son.183.Les vibrations d’un corps sonore se communiquent à toutes les matières, contigües immédiatement ou médiatement. Pour entendre un son, il faut qu’il existe une continuation de matière quelconque entre le corps vibrant et les organes de l’ouïe. L’air atmosphérique est la matière par laquelle les impressions arrivent ordinairement à notre oreille, mais toutes les matières liquides ou solides peuvent faire la même fonction.184.Dans la propagation du son par l’air ou par d’autres fluides aériformes, on peur regarder le corps qui produit le son comme le centre d’une inficité de rayons sonores ou lignes sonores dans lesquelles la particule d’air, poussée par les vibrations du corps sonore, pousse l’autre, et ainsi de suite, de manière que des petites contractions et dilatations se communiquent en dehors d’une particule à l’autre. Quand même l’air n’est frappé que dans une seule direction, par exemple par un coup de fouer : cet endroit sera pourtant un centre commun pour des rayons sonores dans toutes les directions possibles, parce que la portion de l’air frappée étant également élastique dans tous les sens, pousse toutes les parties contigües.191.Le mouvement est toujours uniforme dans la propagation du son, de manière que les espaces parcourus sont proportionnels au temps. Des sons forts ou faibles, comme aussi des sons graves et aigus, sont propagés de la même manière et avec la même vitesse.200.La distance à laquelle un son transmis par l’air est encore perceptible à l’oreille, dépend surtout de l’intensité, et conséquemment de tout ce qui peut servir pour la déterminer. La direction du vent contribue beaucoup à augmenter ou à diminuer la distance à laquelle le son peut encore être entendu; comme aussi quelques circonstances locales, par exemple les directions des montagnes. Il y a des exemples où l’on a entendu des sons à de très grandes distances, par exemple dans un siège de Gênes, les coups de canon à une distance de 90 milles d’Italie; dans le siège de Manheim 1795 à l’autre extrémité de la Suabe, à Nœrdlingen et à Wallerstein; dans la bataille d’Jéna, entre Witteberg et Treuenbrietzen, comme j’ai entendu moi-même les coups de canons à Wittenberg, à une distance de 17 milles d’Allemagne (dont 15 font un degré de l’équateur), moins par l’air, que par les ébranlements des corps solides, en appuyant la tête contre un mur. Quand un météore de feu a éclaté, on a entendu l’explosion quelquefois dix minutes plus tard, d’où l’on peut juger de la distance et de l’intensité nécessaires pour cet effet. Parmi les sons de musique, il n’y en a aucun qui puisse être entendu plus loin que celui de la musique des cors de Russie, très parfaite dans son genre; on l’a entendue quelquefois à une distance de 5 à 7 wersts, ou à peu près 1 1/2 lieue. Un moyen assez connu pour entendre un son à une plus grande distance, est d’approcher l’oreille de la terre. Franklin (“Experiments and Observations”, London, 1774, p. 445) a entendu de cette manière le son de deux pierres jetées une sur l’autre à une grande distance, aussi distinctement que si cela était arrivé tout près de l’oreille. La surface de la terre sert de table résonnante, en transmettant les ébranlements qui lui sont communiqués.201.On transmet la voix humaine à une grande distance par des porte-voix. [...] Au moyen d’un tel tuyau, deux personnes, placées aux deux extrémités, pourront transmettre et recevoir des paroles à une distance très considérable. Il est donc plus convenable de nommer un tel tuyau, tuyau de communication, que porte-voix. Cette qualité d’un tuyau d’un diamètre partout égal, de transmettre le son avec la même force à une distance considérable d’un bout à l’autre, a été observée par quelques personnes dans l’aqueduc de Claude à Rome; et par M. Biot (Mémoires de la Société d’Arcueil, tom. 11), dans un aqueduc de Paris, où les sons, même les plus faibles se sont soutenus à une distance de 951 mètres ou 488 toises, et la voix la plus basse, même lorsqu’on parle à l’oreille, fur entendue de manière à distinguer parfaitement les paroles, et à former une conversation suivie. Mais pour transmettre un son par l’air libre à une grande distance, il faut que le tuyau s’élargisse vers l’autre extrémité. [...] M. Hassenfratz (Journal de Physique, tom. LVI, p. 18) a fait beaucoup d’expériences, en plaçant une montre dans un porte-voix, et en mesurant la distance à laquelle une même oreille cesse d’entendre les battements de cette montre. Si, d’après Lambert, il fallait rejeter toutes les figures qui tournent, en s’élargissant, leur convexité vers l’axe, le pavillon a coutume de placer à l’extrémité des porte-voix, serait inutile; cependant M. Hassenfratz a observé de de deux porte-voix égaux, celui qui était garni de son pavillon, faisait entendre les battements de la montre à une distance à peu près double de celle à laquelle les portait l’autre, qui était sans pavillon. Quand le porte-voix de fer blanc était doublé d’une étoffe de laine, l’effet n’était pas changé. [...] [Dans la première addition à la traduction en allemand par M. Huth de son “Mémoire sur quelques instruments acoustiques (“Mémoires de l’Acad. de Berlin”, 1763)], il s’agit du cor ou porte-voix d’Alexandre-Le-Grand, cité dans “Kircheri ars magna lucis et umbræ” et dans sa “Phonurgia”, d’après un ouvrage qu’on a attribué à Aristote, “Aristotelis secreta ad Alexandrum magnum”. La seconde addition contient des expériences sur une porte-voix elliptique, par lequel le sont était très peu renforcé, mais plus sonore; il servait mieux de comme cornet acoustique. Dans la troisième addition, M. Huth recommande les porte-voix pour transmettre des nouvelles à de grandes distances au moyen de stations intermédiaires; un tel “téléphone” pourrait être utile, surtout quand à cause du brouillard, etc., on ne peut pas se servir des télégraphes. [...]202.Un cornet acoustique est, pour ainsi dire, un porte-voix renversé, arrangé pour que tout l’action du son, qui se fait sur une surface plus grande, se concentre dans le canal auditif des personnes qui ont l’ouïe dure. [...]203.Ces changements de direction du son, par des cornets acoustiques, ressemblent à ceux qu’on observe dans quelques salles ou cabinets, qu’on appelle “cabinets parlants”, dans lesquels un son faible, produit dans un certain endroit, se fait entendre dans un autre très éloigné, pendant qu’ailleurs il n’est pas perceptible à l’oreille à une distance beaucoup moindre. [...]204.Quand le même son se fait entendre plus d’un fois, on l’appelle un “écho”. Dans tous ces cas, la réaction de l’air comprimé par le premier son, surpasse le degré de la densité naturelle; on entend donc la condensation rétrograde, comme un deuxième son semblable au premier. Quand ces répétitions se suivent trop rapidement pour distinguer les intervalles de temps, on les appelle une “résonance”. On suppose communément qu’on peut distinguer huit à neuf différents sons dans une seconde de temps; il faut donc, pour qu’une répétition du même son ne soit pas entendue comme résonance, mais comme un véritable écho, que le son primitif soit suivi de la répétition au moins 1/9 de seconde plus tard. [...]207.Il serait très utile de savoir toujours la meilleure manière de “construire des salles, pour que le son puisse être entendu partout distinctement”, sans sacrifier quelques autres qualités ou conventionnelles, ou nécessaires pour d’autres buts. [...]210.[...] Il me paraît que la musique ferait beaucoup d’effet dans une salle ronde dont le plafond serait voûté à une hauteur suffisante; l’orchestre devrait être placé tout en haut au milieu de la coupole. L’effet serait le même, si le plafond était conique, ou si la forme de la salle était carrée ou polygone, et que celle du plafond fût pyramidale; le son venant d’en haut et réfléchi presque comme dans un porte-voix, serait entendu partout très distinctement sans le moindre écho et sans aucune résonance prolongée. J’ai observé un effet surprenant de la musique à Ludwigslust dans l’église de la cour du Duc de Mecklenbourg-Schwerin. L’église a une seule nef; toute l’extrémité où se trouve l’autel, forme un tableau qui représente l’apparition des anges qui annoncent aux pasteurs la naissance de Jésus-Christ. Entre les planches d’en haut, qui forment les nuages, est placé l’orchestre qui ne voit pas le public, et qui n’est pas vu; tout le son se répand en haut et n’arrive au public que réfléchi par le plafond. Le son est beau et distinct, et avant de connaître la construction de l’église, il est difficile de deviner d’où il vient; on cherche l’orchestre sans le trouver. [...]SECTION II - De la Propagation du Son par des Matières Liquides et Solides.[...] 221.[...] Descartes a déjà remarqué (in Epist. p. 2, ep. 72) que l’intensité de la propagation du son par des corps solides, est plus grande que celle qui se fait par l’air, à cause de la cohésion plus grande de ces corps.224.Quelques auteurs, comme Morhof ‘”Stentor hyaloclastes, sive de scypho vitreo per vocis humanœ sonum rupto”, Kil. 1683), et Bartoli (“Trattato del suono e de tremori armonici”, Bologna, 1780), racontent que des vases de verre, minces et convexes, furent cassés par une voix très forte et soutenue, et que ce phénomène était précédé d’un frémissement très fort. Le son de la voix devait alors être le même, ou l’octave de celui qui convenait au vase. On m’a aussi communiqué un endroit du Talmud (Bawa Kama, 18) qui contient des discussions sur l’indemnité qu’on peut exiger quand un vase est rompu par la voix d’un animal domestique; ce qui donne lieu de présumer, que si un cas semblable n’était jamais arrivé, on n’aurait pas conçu l’idée de s’occuper de discussions sur cet objet [ “Il a été dit par Ramé, fils de Jécheskel: Lorsqu’un coq aura tendu son cou dans le creux d’un vase de verre et aura chanté dedans de manière à le briser, on payera le dommage entier. Et Raf Joseph a dit : Voici les paroles de l’école du Maître : Un cheval qui hennit ou un âne qui brait et casse un vase, paye la moitié du dommage.”.QUATRIEME PARTIE - De la Sensation du Son, ou de l’Ouïe des Hommes et des Animaux.241.On n’a pas une sensation directe de la distance de l’endroit où le son est produit; mais l’intensité sert souvent pour en juger selon certaines mesures qu’on s’est faites d’après l’expérience. Une augmentation de l’intensité fait croire que l’objet qui produit le son, approche, et la diminution de l’intensité fait présumer qu’il s’éloigne. » (p. 342. » Translated by Chladni)
Source : Beyer, Robert T. (1998), "Sounds of Our Times: Two Hundred Years of Acoustics", Springer, pp. 2-4.
Source : Chladni, Ernst Friedrich (1802), "Traité d'Acoustique", Translated by Chladni, Paris, Courcier, 1809, pp. 363-375.
Source : Chladni, Ernst Friedrich (1802), "Die Akustik". Leipzig : Breitkopf & Härtel, 1802.
Source : Daguin, Pierre Adolphe (1861). “Traité Élémentaire de Physique Théorique et Expérimentale avec les applications à météorologie et aux arts industriels”. 2nd édition, Tome 1. Toulouse : Privat.
Source : Radau Rodolphe (1867). “L’Acoustique ou les Phénomènes du Son”. Coll. « Bibliothèque des Merveilles » sous la direction de M. Édouard Charton. Paris : Librairie Hachette.
Urls : http://imgbase-scd-ulp.u-strasbg.fr/displayimage.php?album=759&pos=1 (last visited ) http://www.archive.org/stream/traitdacoustiqu01chlagoog/traitdacoustiqu01chlagoog_djvu.txt (last visited )

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