Son

Niveau 1

Qu’est-ce que le son ?

Le son est une onde mécanique : c’est une vibration qui se propage dans un milieu matériel, comme l’air, l’eau ou un solide. Les molécules de ce milieu se rapprochent et s’écartent, transmettant l’énergie de la vibration comme une vague à la surface de l’eau.

  Exemples :
- La voix humaine : les cordes vocales vibrent dans l’air.
- Un tambour : la peau du tambour vibre pour produire le son.
- Les cordes d’une guitare : elles vibrent pour créer des notes musicales.

Propagation d'une onde sonore dans l'air

● Compression (molécules rapprochées) → sens de propagation ● Raréfaction (molécules éloignées)

Propagation du son

Le son a besoin d’un milieu pour se déplacer. Dans le vide, il n’y a pas de molécules pour transmettre la vibration, donc on n’entend rien. La vitesse du son varie selon le milieu :

  • Air : 340 m/s
  • Eau : 1500 m/s
  • Acier : 5000 m/s

Plus le milieu est dense et rigide, plus le son se propage rapidement.

  Exemple :
Si tu poses ton oreille sur une table, tu entends plus vite un bruit venant de l’autre côté que par l’air.

Le volume sonore (intensité)

140 dB

 
 
 

0 dB

— dB Sélectionne un exemple
 
 

Le volume d’un son dépend de l’amplitude de l’onde : plus l’amplitude est grande, plus le son est fort. L’intensité se mesure en décibels (dB).

  Exemples :
- Chuchotement : 30 dB
- Conversation normale : 60 dB
- Concert de rock : 120 dB

La hauteur du son (fréquence)

La fréquence d’un son détermine s’il est grave ou aigu et se mesure en Hertz (Hz).

  • Basses fréquences (20-200 Hz) → sons graves
  • Moyennes fréquences (200-2000 Hz) → sons moyens
  • Hautes fréquences (2000-20000 Hz) → sons aigus

  Exemples :
- Une basse de guitare : 50 Hz (grave)
- Une flûte : 2000 Hz (aigu)

Cette mesure permet d'établir le domaine de fréquence dans lequel l'oreille humaine perçoit les sons : de 20Hz à 20 000Hz

🔊 Avant d'utiliser ce dispositif, baisse le volume de ton appareil à un niveau faible. Les fréquences aiguës peuvent être désagréables à volume élevé.

440 Hz Zone audible
 
Infra-sons
Zone audible
Ultrasons
 

1 Hz 20 Hz 20 kHz 40 kHz
Ton pur synthétisé — aucun fichier requis

Le timbre et les instruments de musique

Le timbre permet de distinguer deux sons ayant la même hauteur et le même volume. Il dépend de la composition des fréquences d’un son, appelées harmoniques.

  Exemples :
- Une note de do jouée sur un piano et sur une guitare ne sonne pas pareil : le timbre est différent.
- La voix de deux personnes chantant la même note peut être distinguée grâce au timbre.

Technologies utilisant le son

Le son est utilisé dans de nombreuses applications scientifiques et médicales :

  • Ultrasons : pour les échographies médicales, le nettoyage ou le contrôle industriel.
  • Systèmes audio : microphones, haut-parleurs, enregistrements.
  • Sonar : basé sur les ultrasons pour détecter des objets sous l’eau.
  • Infrasons : pour surveiller les séismes, éruptions volcaniques, tornades ou essais nucléaires.

  Exemples :
- Echographie pour visualiser un fœtus.
- Sonar pour repérer un sous-marin ou un banc de poissons.

L’écho et la réflexion du son

Quand un son rencontre une surface, il peut se réfléchir. Si la distance est suffisante, l’onde revient vers la source sous forme d’écho. L’écho est utilisé dans de nombreuses technologies comme le sonar et l’écholocation des animaux.

  Exemples :
- Crier dans une vallée ou dans une grande salle vide : on entend le même son revenir quelques secondes plus tard.
- Les chauves-souris utilisent l’écho pour détecter des obstacles et chasser.

L’effet Doppler

L’effet Doppler se produit lorsqu’une source sonore se déplace par rapport à un observateur. Le son semble plus aigu lorsque la source se rapproche et plus grave lorsqu’elle s’éloigne.

  Exemples :
- Sirène d’ambulance qui se rapproche puis s’éloigne.
- Train qui passe : le son du sifflet change de tonalité.