Comment se propage le son ? - 4.7 out of 5 based on 35 votes

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réponse simple

Réponse simple :

Contrairement au vent, le son ne correspond pas à un déplacement d’air, mais à une vibration des molécules1.

Prenons l’exemple d’une pierre jetée dans un lac. En traversant l’eau, elle va générer des vaguelettes à la surface du liquide.

 


Une goutte qui forme des ondes en rebondissant dans l'eau 
(agrandir l'image)

Contrairement aux apparences, les molécules d’eau ne suivent pas le mouvement des vagues : elles ne font que vibrer localement à la manière d’un ressort. Comme elles entraînent les molécules voisines, cette oscillation se propage ainsi par effet domino.

Les vaguelettes générées à la surface du lac sont donc une manifestation de ces vibrations microscopiques. Les molécules d’eau restent sur place, mais leur oscillation se propage au sein du liquide.

 

Tout comme les molécules, un bouchon flottant sur l'eau ne se déplacera pas (© IS) :

 

La propagation du son suit des principes similaires. Sous l’impulsion d’une force externe – par exemple un coup de fusil – les molécules d’air à proximité du lieu se mettent à vibrer2. Elles rebondissent alors contre leurs voisines, transmettant cette oscillation sur une certaine distance.

 


Modèle très simplifié de la propagation du choc entre les molécules d'air

Lorsqu’elles sont suffisamment fortes et régulières, ces variations peuvent être perçues par les récepteurs situés dans l’oreille humaine3. Elles sont ensuite traduites en message électrique, eux-mêmes interprétés par notre cerveau pour que nous puissions attribuer un « son » à ces vibrations mécaniques qui se déplacent dans l’atmosphère.

 


Les différentes parties de notre oreille transforment les sons en signaux électriques 
(agrandir l'image)

Remarquez que ces ondes sonores peuvent également se propager dans d’autres matériaux, notamment dans l’eau et les solides. Certains facteurs comme la densité et la température peuvent jouer un rôle important dans la vibration des molécules, et modifier ainsi la nature finale des sons.

 

 

Vous souhaitez davantage de précisions ? Lisez l'onglet "réponse avancée" en début d'article.

 

Commentaires  

+2 #4 Cyril 20-06-2017 08:51
Citation en provenance du commentaire précédent de emma :
quel est l'émetteur du son?


De façon très générale, toute source (mécanique) qui peut faire vibrer les molécules d'air.
Par exemple si vous taper dans vos mains, vous allez générer des vibrations dans l'air ce qui va créer un son se propageant jusqu'à vos oreilles.

De même, la parole ou le chant sont générés par le mouvement des cordes vocales qui font bouger l'air environnant.
Autre exemple: le son d'un haut-parleur (ou d'écouteurs) provient aussi de la vibration de certaines pièces mécaniques dans l'appareil.

Bien sûr, n'importe quel mouvement dans l'air ne produit pas forcément de son audible. Il faut que la puissance de l'émetteur soit assez forte et que la fréquence des vibrations corresponde à la plage de sensibilité de l'oreille.
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0 #3 emma 16-06-2017 16:01
quel est l'émetteur du son?
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+16 #2 Cyril 10-11-2015 03:12
Citation en provenance du commentaire précédent de Nadia :

Un son se propage-t-il, dans un milieu homogène, obligatoirement de manière circulaire ?


Si le milieu est homogène et isotrope (le même dans toute les directions), alors en effet l'onde sonore se propage sphériquement. En pratique, je pense que ça va quand même dépendre de la source sonore. Si on imagine un haut parleur, le son va se propager essentiellement à l'avant du haut parleur et en moindre mesure à l'arrière de celui-ci, simplement parce que l'impulsion initiale est dirigée à la base dans une direction bien définie.

Citation en provenance du commentaire précédent de Nadia :

Et s'il rencontre un obstacle, que se passe-t-il est-ce qu'il rebondit comme pour la lumière ?


Oui en effet, le son va se réfléchir sur un obstacle comme la lumière, c'est-à-dire que l'angle de l'onde incidente est le même que l'angle de l'onde réfléchie. On peut aussi observer un phénomène de réfraction lorsque le son change de milieu de propagation (par exemple si la température de l'atmosphère change dans une certaine région).


Citation en provenance du commentaire précédent de Nadia :

Si on laisse tomber un objet par terre, le son circule-t-il aussi à travers la terre ?

En effet le son peut aussi se propager à travers les solides selon le même principe (vibration moléculaire). Par contre ce n'est pas un "son" que l'on peut entendre directement.


Citation en provenance du commentaire précédent de Nadia :

Est-ce qu'un son peut traverser notre corps ?

C'est justement le mécanisme à la base de l'imagerie médicale par échographie fr.wikipedia.org/.../.... Des ultrasons (dans les MegaHertz) sont envoyés dans le corps, rebondissent sur différents organes avant d'être capté pour former une image interne.

Citation en provenance du commentaire précédent de Nadia :

Est-ce que les vibrations sonores peuvent ʺchaufferʺ ?

Oui, mais très faiblement. La propagation de l'onde sonore correspond à une propagation d'énergie sous forme de vibrations des molécules. Du coup, une fois que cette énergie est dissipée dans l'atmosphère, on peut dire que l'on a transféré de la chaleur dans l'atmosphère. Mais il faut savoir que l'énergie transportée par le son est en général très faible. Par exemple sur ce site (physicscentral.com/.../...), on peut trouver un petit calcul simplifié qui estime qu'il faut hurler pendant plus d'un an et demi pour chauffer une tasse de café !

Citation en provenance du commentaire précédent de Nadia :

Les molécules ne se déplacent pas mais les vibrations sont propagées, OK, mais propagées aux molécules des ʺobjetsʺ qui les entourent et qui vibrent à leur tour ?

Ce n'est pas impossible que les objets alentours se mettent à vibrer sous l'effet d'un son, mais seulement dans certains cas assez précis. Par exemple, un haut parleur avec la musique à très fort volume peut faire vibrer certain objet alentours. De même, il est possible de faire vibrer un verre jusqu'à ce qu'il se casse lorsqu'on le soumet à un son de fréquence bien précise (www.youtube.com/.../).
Mais dans la plupart des cas, les vibrations dans les objets environnant vont rapidemment s'atténuer.
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