Il est difficile d’imaginer le monde sans aucun son car nous comptons tellement sur lui. C’est la première chose que nous entendons le matin, que ce soit les oiseaux ou votre réveil. Le son est tout autour de nous – quand les gens parlent, quand nous regardons la télévision ou écoutons de la musique, etc. C’est peut-être aussi la dernière chose que vous entendez avant de vous endormir si votre voisin est bruyant ou si les chiens aboient.

Comment le son voyage-t-il ?

C’est une chose impressionnante, et bien que la question semble simple, la réponse est assez compliquée. Dans les mots les plus simples, le son est une énergie créée par les vibrations.

Cependant, il y a beaucoup plus, alors assurez-vous de continuer à lire. Nous parlerons de ce qu’est le son, de la façon dont il voyage, de ce qu’il traverse le mieux et bien plus encore.

C’est une chose impressionnante, et bien que la question semble simple, la réponse est assez compliquée. Dans les mots les plus simples, le son est une énergie créée par les vibrations.
Cependant, il y a beaucoup plus à faire alors assurez-vous de continuer à lire. Nous parlerons de ce qu’est le son, de la façon dont il voyage, de ce qu’il traverse le mieux et bien plus encore.

Qu’est-ce que le son exactement ?

Nous parlons d’énergie produite par les vibrations. Pensez à ce qui se passe lorsque vous frappez un tambour. Sa peau vibre si rapidement forçant l’air à vibrer. L’air se déplace alors et transporte l’énergie partout autour du tambour.

Le processus physique du son est ce qui le produit et l’envoie dans les airs. Le processus psychologique est ce qui se passe dans notre cerveau et nos oreilles. Il convertit l’énergie en ce que nous appelons alors le bruit, la musique, la parole, etc.

Le son, tout comme la lumière, vient de sa source. La différence est que le son ne peut pas voyager dans le vide. Il doit se déplacer à travers quelque chose comme le verre, l’air, l’eau, le métal, etc.

La science derrière le son

Fait intéressant, le son, la lumière et l’eau se comportent de la même manière. Avez-vous déjà remarqué à quel point les vagues de plage ne sont jamais les mêmes? Certains sont plus grands tandis que d’autres ont plus de puissance. En effet, l’énergie qui les transporte est souvent à différents niveaux.

La même chose se produit également avec le son et la lumière. Avez-vous déjà essayé de réfléchir la lumière sur un miroir? De la même manière, vous pouvez également réfléchir les vibrations, ce que nous connaissons comme un écho. L’écho est l’énergie qui se déplace vers le mur avant de rebondir et vers vos oreilles. Nous savons tous que l’écho ne se produit pas juste après le son car il faut du temps pour que l’énergie voyage.

Une chose à retenir est que ces ondes perdent leur énergie. C’est pourquoi vous ne pouvez entendre que si loin et par temps calme. Si les vents sont trop forts, vous n’entendrez probablement pas le club bruyant dans l’autre rue bien que vous l’entendiez bien lorsque le temps est calme. C’est parce que le vent dissipe l’énergie.

Caractéristiques sonores

Sa vitesse dépend principalement des conditions ambiantes et de la densité du milieu. Le milieu peut être mince ou épais, ce qui déterminera alors la vitesse à laquelle l’énergie le traversera. La fréquence est le nombre total de vibrations produites par la source.

Les ondes sonores qui ont de longues longueurs d’onde sont celles que nous connaissons sous le nom de basses fréquences. Ceux qui ont des longueurs d’onde courtes sont ce que nous appelons le high-pitch.

Comment le son est-il créé ?

Chaque objet physique provoque des vibrations lorsqu’il se déplace dans les airs. Cela conduit à la création d’ondes dans l’air qui continuent ensuite à voyager sous forme de son.

Tout comme l’exemple de batterie que nous avons mentionné ci-dessus, nos cordes vocales vibrent également lorsque nous parlons. Cette vibration se produit dans l’air, les milieux solides et liquides. Ces vibrations peuvent parcourir de longues distances, ce qui se produit avec les trains sur les chemins de fer en acier. Vous savez comment vous pouvez entendre le train approcher même quand il est encore loin? C’est la vibration.

Comment les ondes sonores voyagent-elles ?

Les vibrations traversent l’air à une vitesse de 343 m/s à température ambiante. Cela va jusqu’à 1482 m / s par l’eau et 5960 m / s par l’acier. S’il s’agit d’un milieu gazeux, le son ira lentement car les molécules sont faiblement liées.

Ils doivent parcourir une longue distance auquel cas ils entrent souvent en collision avec d’autres molécules. Lorsqu’il s’agit d’un milieu solide, les atomes sont très serrés, de sorte qu’ils voyagent rapidement. Si le milieu est liquide, les fragments ne seront pas aussi fortement liés, de sorte que les ondes ne se déplaceront pas aussi rapidement qu’elles le font à travers des milieux solides.

La vitesse du son

Avez-vous déjà entendu quelqu’un dire qu’un avion a franchi le mur du son? Tu sais ce que ça veut dire ?

Cela signifie que l’avion est allé si vite qu’il a dépassé ces ondes de haute intensité qu’il produit. L’avion émet alors un son appelé boom sonore. C’est pourquoi son son vient à vous avant même de voir un avion dans le ciel.

Il n’y a aucun moyen de dire à quelle vitesse il se déplace. Tout dépend du milieu car il se déplace à des vitesses différentes dans le milieu liquide, solide et gazeux. Sa vitesse dépend de la densité du milieu.

Le bruit se déplace à travers l’acier environ 15 fois plus vite que dans l’air et environ 4 fois plus vite dans l’eau que dans l’air. C’est précisément pourquoi les sous-marins utilisent un SONAR et pourquoi il est presque impossible de savoir d’où vient le bruit si vous nagez dans la mer.

Le son se déplace également différemment à travers différents gaz. Si l’air est chaud, il voyagera beaucoup plus vite que dans l’air froid. Il se déplace également 3 fois plus vite dans l’hélium que dans l’air ordinaire. Vous connaissez les voix drôles dans lesquelles vous parlez quand vous respirez de l’hélium? Cela se produit parce que les vagues voyagent plus vite et à une fréquence plus élevée.

Comment entend-on le son ?

Nous entendons avec nos oreilles dans un processus apparemment simple qui est en fait assez complexe. L’orgue impressionnant nous permet d’entendre toutes sortes de sons à différentes fréquences et distances.

Les ondes partent de l’oreille externe et traversent le conduit auditif. Cela fait vibrer le tympan, ce qui fait ensuite bouger les osselets. Les vibrations se déplacent avec la fenêtre ovale à travers le fluide de l’oreille interne qui stimule alors de nombreuses minuscules cellules ciliées. En conséquence, les vibrations se transforment en une impulsion électrique que notre cerveau perçoit comme un son.

Comment le son traverse-t-il un liquide ?

Le son se déplace toujours par vagues, qu’il traverse un milieu gazeux, liquide ou solide. Ils se déplacent par des particules qui entrent en collision les unes avec les autres. C’est un effet domino car une particule en frappe une autre de la même manière que la chaleur se déplace également.

Les vagues ne vont pas à un motif rigide dans l’espace lorsqu’il s’agit de voyager à travers un liquide. La liaison entre les molécules est généralement beaucoup plus faible, et elle ne cesse de se rompre et de se reformer. Une fois que la pression est augmentée au moins un peu, le liquide provoque le déplacement des particules vers des zones à pression plus faible. Ces molécules poussent ensuite celles qui sont déjà là, provoquant une augmentation de la pression dans la zone.

Les molécules ont une inertie, elles vont donc généralement plus loin qu’il n’en faut pour égaliser la pression. Le processus se répète jusqu’à ce que les vagues emportent l’énergie. Le meilleur exemple de ceci sont les multiples vagues qui se propagent d’où vous laissez tomber un rocher dans l’eau.

Comment le son voyage-t-il dans le gaz ?

Les gaz réagissent comme les liquides. Comme ils sont moins denses, les gaz sont plus compressibles. Le son se déplace plus rapidement lorsque les matériaux sont moins denses et plus comprimés. Le changement de compressibilité a un effet plus significatif sur l’onde que lorsque la densité change.

En conclusion, le son se déplace beaucoup plus lentement dans le gaz que dans les liquides, même s’il s’agit de la même substance.

Pourquoi différents instruments produisent-ils des sons différents?

Si vous avez déjà pensé à ce qu’est le son et à la façon dont il se déplace, vous avez probablement aussi pensé aux instruments de musique. Ils sont tous essentiellement la même chose, produisant des ondes sonores avec la même fréquence et la même amplitude. Alors, comment ils sonnent différents?

La plupart des gens pensent que les ondes sont identiques, mais les instruments vibrent différemment les uns des autres. Cependant, la vérité est que les vagues ne sont pas identiques. Chaque instrument produit beaucoup et beaucoup d’ondes différentes en même temps. L’onde fondamentale est celle de base et celle qui a une amplitude et un pas spécifiques. Les sons aigus sont des harmoniques également appelées harmoniques. Chaque harmonique a une fréquence supérieure à la fondamentale.

Cela signifie que chaque instrument crée un motif de fréquences fondamentales et d’harmoniques appelé timbre. La combinaison de ces ondes donne une forme pour produire un son unique de chaque instrument. C’est précisément pour cela que chaque instrument est différent.

Il y a une autre raison et c’est que l’amplitude de chaque onde change uniquement chaque seconde. Une flûte produit des sons rapides qui meurent bientôt, tandis que les vibrations du piano meurent lentement car elles prennent également plus de temps à s’accumuler.

Réflexion

Le son est toujours réfléchi par une surface particulière sous le même angle qu’il le frappe. Cela nous permet de focaliser le son avec des reflets incurvés de la même manière que nous utilisons des miroirs incurvés pour focaliser la lumière.

Vous avez sûrement entendu parler des galeries chuchotantes, ces salles où vous pouvez chuchoter un mot à un moment donné qui peut ensuite être entendu à un autre endroit assez éloigné. Nous utilisons la réflexion pour concentrer le son lorsque nous parlons à travers des mains en forme de coupe et un mégaphone.

Cependant, la réflexion peut poser un grave problème dans les auditoriums et les salles de concert. Si une salle n’est pas conçue de la bonne façon, le premier mot que quelqu’un dit dans le microphone peut résonner pendant quelques secondes. S’ils continuent à parler, chaque mot résonnerait alors créant tout un gâchis. Cela se produit tout aussi bien avec la musique.

Le problème est généralement résolu avec des matériaux insonorisants utilisés pour recouvrir les surfaces réfléchissantes. Les carreaux acoustiques, les draperies, les tissus et de nombreux autres matériaux peuvent aider. Ils sont tous poreux, ce qui permet aux ondes d’entrer dans les petits espaces remplis d’air et de rebondir en elles jusqu’à ce que l’énergie soit dépensée.

Fait intéressant, certains animaux utilisent également la réflexion sonore pour l’écholocation. Ils comptent sur l’ouïe plutôt que sur le sens de la vue. Les animaux tels que les baleines à dents et les chauves-souris peuvent émettre des sons dépassant nos limites auditives et pouvant atteindre 200 000 Hz. Les chauves-souris peuvent même entendre et localiser un moustique même s’il est dans l’obscurité totale.

Réfraction

Lorsqu’une onde passe d’un matériau à un autre sous un certain angle, elle change toujours de vitesse. Cela provoque la courbure du front d’onde et s’appelle la réfraction.

La meilleure façon de le comprendre est dans un laboratoire de physique où ils utilisent un ballon en forme de lentille, le remplissent de dioxyde de carbone et focalisent l’onde sonore.

Diffraction

Lorsque des ondes traversent ou contournent une barrière, le bord de celle-ci devient alors une source sonore secondaire qui envoie des ondes de longueur d’onde et de fréquence égales.

Ces ondes se propagent alors, et nous appelons cela la diffraction. C’est un phénomène amusant car il nous permet d’entendre des sons dans les coins même si les ondes sonores voyagent en ligne droite.

Interférence

L’interférence se produit chaque fois que les ondes interagissent. Dans les auditoriums, l’interférence entre les sons peut créer des points morts dans lesquels la clarté et le volume sont pauvres. Cependant, cela peut améliorer l’acoustique d’un auditorium si vous disposez les surfaces réfléchissantes, de sorte que le niveau sonore est augmenté là où le public est assis.

Lorsque les deux ondes qui interfèrent ont des fréquences différentes, elles créent un ton d’intensité alternativement décroissante et croissante. Les pulsations que nous entendons alors sont appelées battements. Cela peut être utilisé à votre avantage et c’est quelque chose que les tourneurs de piano font tout le temps. Ils ajustent la tonalité d’une corde contre un diapason standard jusqu’à ce que vous n’entendiez plus le rythme.

Comment utilisons-nous le son ?

Le son a une grande part dans nos vies et c’est quelque chose sur lequel nous comptons tous les jours. Les animaux en dépendent probablement encore plus car ils l’utilisent pour survivre. Ils échangent des sons pour communiquer ou effrayer d’éventuelles menaces et différents prédateurs.

Les gens se sont un peu plus développés, nous utilisons donc le langage. Cependant, chaque langue et chaque mot est essentiellement un son que nous utilisons pour communiquer.

Il existe de nombreuses technologies sonores et instruments de musique différents qui produisent de nombreux sons différents. Nous avons également développé des technologies qui nous permettent d’enregistrer des sons sur des MP3, des disques compacts, des clés USB, etc.

Les gens utilisent également des sons à haute fréquence, autrement appelés ultrasons, pour de nombreuses choses, du nettoyage des dents à la vérification du bébé dans l’utérus.