gère contenue dans cette cau, nous avons cru devoir déterminer directement sa compressibilité, au lieu de la supposer égale à celle de l'eau distillée. Pour cela, nous l'avons introduite dans le piézomètre avec les précautions indiquées pour l'eau non privée d'air. Les expériences faites depuis 1 jusqu'à 20 atmosphères ont donné 46,18 millionièmes pour la compression moyenne d'une atmosphère. En ajoutant la contraction cubique du verre égale à 3,3, on a 49,48 ou à très-peu près 49,5 millionièmes pour la contraction absolue de l'eau du lac de Genève à 8° cent., nombre trouvé pour l'eau non privée d'air à o.

Reprenons maintenant la formule de la vitesse du son que nous avons rapportée plus haut, afin d'y substituer les valeurs que nous venons de déterminer.

En se rappelant quelles sont les quantités désignées par D, k, E et P, on a pour l'eau du lac de Genève à la température de 8°, 1

D=1; k = 1000 000; =49,5.

Si l'on prend pour P la pression d'une atmosphère de om-6 de mercure à la température de 10°, qui est celle où notre manomètre a été fixé, en désignant par m la densité de ce mercure, et par g la force accélératrice de la pesanteur ou le double de la hauteur dont elle fait tomber les corps dans la première seconde,

on a :

P=(oTM,76).g.m.

La valeur de g est, comme on sait,

g=9,8088.

La densité du mercure à o° est, d'après les expériences de MM. Dulong et Petit, égale à 13,568; celle de l'eau distillée à 3o,90 étant prise pour unité. D'ailleurs, la dilatation du mercure est de 0,00018 pour chaque degré d'accroissement de température, et par conséquent de 0,0018 pour 10°. Le mercure passant donc de o à 10°, son volume augmente dans le rapport de 1 à 1,0018. La densité du mercure à 10° sera donc égale à sa densité à o ou 13,568 divisée par 1,0018; de sorte qu'on a m= =13,544.

13,568

1,0018

Substituant donc dans la formule de la vitesse du son toutes ces valeurs,

D=1; k=1 000 000; &= 49,5

P=(0,76). (9,8088 . (13,544),

on trouve, en effectuant le calcul:

a=1428.

Telle est donc la détermination théorique de la vitesse du son, déduite de la densité et de la compressibilité de l'eau, dans l'hypothèse qu'il n'y a point de chaleur dégagée par la compression rapide des molécules liquides qui puisse élever leur température. Or, la vitesse du son conclue de nos expériences, est, comme nous l'avons dit, égale à 13487 ou 1435 mètres.

9",4

Cette vitesse observée surpasse donc la vitesse calculée, mais l'excès n'est que de 8 mètres. Cette différence est trop petite pour qu'on puisse l'attribuer à

un dégagement de chaleur. Elle pourrait être encore deux ou trois fois plus grande qu'elle tomberait dans les limites des erreurs des observations. Ainsi l'accord entre l'expérience et la théorie est aussi parfait qu'on pouvait l'espérer.

Remarques sur la nature du son dans l'eau.

Je terminerai cet article par quelques remarques qui me paraissent mériter d'être mentionnées.

La première est relative à la durée d'un son dans l'eau, qui diffère notablement de sa durée dans l'air. Le bruit d'une cloche frappée sous l'eau entendu à quelque distance, ne ressemble aucunement à celui d'une cloche frappée dans l'air. Au lieu d'un son prolongé, on n'entend sous l'eau qu'un bruit net et bref, que je ne puis mieux comparer qu'à celui de deux lames de couteaux frappées l'une contre l'autre. Lorsqu'on s'éloigne indéfiniment de la cloche, le son conserve toujours ce caractère en diminuant d'intensité. La perception d'un bruit si sec et si bref provenant d'une distance de plusieurs lieues, cause un sentiment analogue à celui qu'on éprouve en voyant pour la première fois dans un télescope des objets éloignés qui paraissent trèsdistincts. En faisant cette expérience à des distances intermédiaires, le son m'a paru toujours le même quant à sa nature, ensorte qu'il m'eût été impossible de distinguer s'il provenait d'un coup fort et éloigné ou d'un coup faible et rapproché. Ce n'est qu'à une distance d'environ 200 mètres qu'on commençait à distinguer le retentissement de la cloche après chaque coup. Nous observons dans l'air un phénomène presqu'entièrement

opposé. Les coups frappés sur une cloche sont plus failes à reconnaître de près, tandis que de loin on n'entend plus qu'un bourdonnement continu et presqu'uniforme. La résistance que l'eau oppose aux vibrations de la cloche ne donne pas une explication suffisante de ce fait; car le même son entendu hors de l'eau était beaucoup plus prolongé : on reconnaissait très-bien le son d'une cloche, ce qui eût été impossible en entendant de loin le bruit transmis dans l'eau. Ce phénomène s'explique par la nature des vibrations sonores dans l'eau on sait, en effet, que dans le mouvement vibratoire d'un fluide, la durée de l'agitation d'une particule est égale au rayon de la portion sphérique du fluide qu'on suppose primitivement ébranlée à l'origine du mouvement, divisée par la vitesse de transmission du son. La première de ces deux qualités est nécessairement plus petite dans l'eau que dans l'air; la seconde est, au contraire, plus grande; d'où il suit que la durée du son doit être beaucoup moindre quand il est transmis par l'eau, que quand il se propage dans l'air.

La seconde remarque est relative à la non transmission du son de l'eau dans l'air, lorsque les vibrations qui se propagent dans l'eau arrivent à sa surface sous un très-petit angle. Ainsi que je l'ai dit, à une distanee de moins de 200 mètres, le son de la cloche frappée dans l'eau s'entendait facilement dans l'air; mais à une distance plus grande, son intensité diminue trèsrapidement. Enfin, à 4 ou 500 mètres, il est impossible de distinguer le plus léger bruit, même très-près de la surface de l'eau. Cependant, en plongeant la tête de quelques centimètres, ou en enfonçant un tube plein

d'air, comme je l'ai fait, on entend le bruit fort et distinct de chaque coup, et on l'entend encore à une distance 10 à 20 fois plus grande. Dans ces expériences, ́la cloche était placée à 2 mètres au-dessous du niveau de l'eau. Il est évident qu'à une distance de 500 mètres les vibrations arrivaient à la surface sous un angle sen sible, augmenté encore par la courbure de la terre. Les vibrations qui ont lieu dans l'eau ne se communiquent donc point à l'air, lorsque leur direction. rencontre la surface sous un angle assez petit, phénomène analogue à celui que nous présente la lumière à la surface de séparation de deux milieux d'une densité diffé

rente.

L'agitation produite par les vagues n'altère point la durée du son ni sa vitesse, lorsqu'on se sert d'un tube pour écouter. La dernière des trois expériences mentionnées plus haut a été faite par un temps orageux. Le vent, faible d'abord, s'était tellement accru qu'on fut obligé de se servir de plusieurs ancres pour maintenir le bateau. Malgré le bruit des vagues, je pouvais distinguer encore assez bien le son de chaque coup, et la durée de sa transmission ne fut point altérée, comme on a pu le voir par le tableau.

Une dernière observation que j'ai faite, se rapporte a l'influence des écrans sur l'intensité du son. Ayant choisi deux stations peu éloignées et situées de manière que la ligne droite qui les joignait rasât l'extrémité d'un mur épais qui s'élevait au-dessus du niveau de l'eau, je fis frapper régulièrement la cloche, et par des coups égaux en intensité. Ecoutant alors avec le tube alternativement de chaque côté de la ligne qui rasait l'extrémité de ce