Propagation du son

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  • Publié le : 19 mai 2010
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Propagation du son :
Comment le son produit par la corde du violon peut-il parvenir au tympan de notre oreille et à notre peau et devenir perceptible?
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Propagation dans l'air

Pour étudier ce phénomène, des physiciens ont installé une sonnerie dans une cloche en verre dans laquelle on fait progressivement le vide avec une pompe (figure). Au fur et à mesure que l'air de la cloche seraréfie, le son perçu à l'extérieur s'atténue. C'est donc que l'air participe à la transmission du son de la sonnerie vers le tympan.
Comment cela se passe-t-il pour un instrument de musique? Lorsqu'un corniste souffle dans son instrument, l'air est mis en vibration par ses lèvres dans l'embouchure. Ensuite, l'air transmet sa vibration dans l'environnementjusqu'aux objets et surfaces qu'il touche. C'est ainsi que le tympan de l'oreille et la peau reçoivent la vibration de la trompette. Mais il ne s'agit pas encore d'un son, mais du souffle vibrant de l'air. Il faudra l'intervention du cerveau pour que cela devienne un son.
Le souffle de l'air est quelquefois perceptible lorsqu'on passe à côté de grosses baffles de sonorisation extérieure de concerts.Le son ne se transmet pas seulement à travers l'air, mais aussi à travers les autres gaz.
Un autre phénomène familier est que le son est atténué par la distance. Plus on est loin de la source, moins on l'entend.

Propagation dans les liquides et les solides

Si vous vous délassez dans un bain et que vousentendez l'eau du robinet qui coule dans le bain, plongez la tête sous l'eau (si vous lisez l'écran de votre ordinateur, je vous conseille de le poser avant). Entendez-vous encore le bruit de cascade plus ou moins fort? L'eau conduit le son bien mieux que l'air.
Il en ressort que le son a besoin d'une substance matérielle pour se propager, que ce soit une substance éparpillée comme les gaz ouune substance plus dense comme l'eau. Cela peut également être une substance solide dense comme le métal ou le bois.
- Vous avez un réveil avec des aiguilles qui fait "tic-tac". Vous le posez sur un meuble creux en bois. Le son est amplifié, ce qui montre que le son s'est propagé à travers le bois du meuble.-- Il est familier de constater, lorsque vous entendez les bruits de la pièce voisine, que les bruits des chaises que l’on déplace sont bien plus perceptibles que les voix des personnes qui y discutent. En effet les bruits de chaise ont été transmis par les poutres ou le sol de la maison tandis que les voix sont véhiculées par l'air.

Le son va plusvite dans la matière dense

- Il est possible d'évaluer le temps mis par le son à se déplacer dans l'air en observant un orage. La détonation de la foudre produit simultanément un coup de tonnerre et un éclair. Or nous voyons l'éclair avant d'entendre le son, ce qui prouve que la lumière va beaucoup plus vite. Le son voyage plus lentement et arrive avec quelques secondes de retard. En comptantles secondes, on peut calculer la distance à laquelle éclate l'orage.
On a pu mesurer cette vitesse dès 1738. Elle est de l'ordre de 330 mètres par seconde dans l'air. Dans l'exemple de la foudre, on divise le nombre de secondes par 3 pour obtenir le nombre de kilomètres. Dans l'eau, la vitesse du son est 4,5 fois plus grande: 1500 m/s. Elle est encore plus élevée dans les solides (5200 m/s dansl'acier, 3000 à 6000 m/s dans le verre). En gros, plus la matière est dense, plus la vibration sonore est rapide.
Les différences de vitesse de propagation du son selon le milieu sont responsables de variations de sa hauteur.

Perception et conscience

Une vibration mécanique de la matière et de l'air qui met en branle le tympan ou le micro ne constitue pas en elle-même un son. Car c'est dans...
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