Chap II: PROPAGATION DU SON

 

1)  Onde sonore :

 

Une vibration mécanique d’un corps se propage sous forme d'ondes (ex : si on jette une pierre dans l'eau, les vagues se déplacent, mais l'eau reste au même endroit).

 

Le son résulte de la variation de pression de l’air, qui se propage sous forme d'ondes. La compression se propage, mais les particules d'air oscillent seulement de quelques micromètres autour d'une position stable. On ressent cette vibration grâce à l'ouïe.

L'amplitude de la variation de pression est faible par rapport à la pression atmosphérique.

 

2) Vitesse du son :

 

Dans l'air, la vitesse du son est d'environ 340 m/s dans les conditions normales de température et de pression. Plus la température ou la pression sont élevées, plus la vitesse est grande.

On utilise la relation v=d/t (v en m/s, d en m et t en s), qui s’écrit aussi d=v x t ou t=d/v

Dans l'eau, la vitesse du son est d'environ 1 500 m/s. Dans l'acier, les vibrations se propagent de 5600 à 5 900 m/s. Le son ne se propage pas dans le vide, faute de matière pour que la vibration se propage  en ondes sonores.

 

3) Calcul d’une distance à l’aide d’un son :

 

Lorsqu’un son est réfléchi par une surface dure, il peut revenir vers la source : c’est l’écho. La durée de décalage entre l’émission et la réception de l’écho permet de calculer la distance aller-retour avec la paroi qui a provoqué cet écho. Un son, comme celui de l’écho, est un signal car il transporte une information, permettant ici de déterminer indirectement une distance.

 

4) Fréquence sonore :

 

La vibration qui apparait lors de l’émission d’un son se reproduit un certain nombre de fois par seconde. Ce nombre est la fréquence du son, exprimée en hertz (symbole : Hz). Par exemple, lorsqu’un homme émet un son de 100Hz, ses cordes vocales vibrent 100 fois par seconde.

Plus la vibration est rapide, plus la fréquence est élevée (et le son aigu). A l’inverse, plus la vibration est lente, plus la fréquence est basse (et plus le son est grave).

 

Tout être vivant doté d'une ouïe peut percevoir une partie du spectre sonore. L'oreille humaine ne perçoit les sons que dans une plage de fréquences allant de 16 Hz à 18 kHz. Cette plage est différentes selon les espèces (ex : les chat

s entendent jusqu'à 65 kHz, la chauve-souris et le dauphin jusqu'à 500 kHz).

 

En dessous de 16 Hz, les vibrations du milieu se nomment infrasons.

Au-dessus de 20 kHz, soit 20 000 Hz, il s'agit d'ultrasons.

 

Activité expérimentale :

entendre le son d’un haut parleur en fonction de la fréquence

 

5) Niveau sonore :

 

L’oreille entend des sons plus ou moins forts : c’est l’intensité acoustique (liée à une variation de pression de l’air).

 Le niveau sonore se mesure en un point avec un sonomètre. Il s'exprime souvent en décibels (dB). C'est une grandeur sans dimension. Un décibel correspond à la plus petite variation de volume sonore perceptible par un humain.

 

Quand le niveau sonore augmente de 10 dB, le volume sonore (intensité acoustique) est multiplier 10; Quand le niveau sonore augmente de 20 dB, le volume sonore (intensité acoustique) est multiplier 100; etc

 

En plein air, le niveau sonore d’un signal reçu diminue de 6 dB quand la distance à la source est multipliée par 2.

 

Recherche internet : chercher une échelle des niveaux sonores