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Physique
Cours : Physique > Chapitre 8
Leçon 4: Ondes sonoresProduction du son
Le son est lié à une vibration de l'air. Mais comment l'air commence-t-il à vibrer ? Créé par David SantoPietro.
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Transcription de la vidéo
Donc, ici on a un haut-parleur. Et si on le
branche, il produit un son. (son du haut-parleur) Le haut-parleur produit un son grâce à cette partie intérieure du haut-parleur qu'on appelle la membrane qui bouge rapidement d'avant en arrière. Et par définition, lorsqu'on considère le mouvement d'un objet d'avant en arrière, on parle d'oscillations. La membrane du haut-parleur oscille en fait beaucoup trop vite pour qu'on puisse distinguer ce
mouvement à l'oeil nu, mais si on place un petit bout de papier sur le
haut-parleur, on voit qu'il saute et bouge dans tous
les sens à cause du mouvement d'oscillation de la membrane. Eh bien, de
la même manière, l'oscillation de la membrane va mettre en mouvement l'air
qui se trouve immédiatement devant et va le faire osciller d'avant en arrière. Et ça,
c'est un point vraiment important, l'air devant la membrane ne va pas s'éloigner du haut parleur. Les molécules d'air vont juste osciller d'avant en arrière
exactement comme la membrane. Mais comment peut-on entendre le son produit par les haut-parleurs si les molécules d'air ne parviennent pas jusqu'à notre
oreille? En fait, ce qu'il se passe, c'est que le mouvement d'oscillation des
molecules d'air dans la tranche d'air immédiatement collée à la membrane va
engendrer le même mouvement d'oscillation des molécules d'air situées
un petit peu plus loin, qui vont engendrer le mouvement d'oscillation des molécules
suivantes et ainsi de suite, jusqu'à ce que, finalement, ce soient les molécules
d'air à proximité de notre oreille qui oscillent à leur tour et qui engendrent alors l'oscillation du tympan d'avant en arrière. Ces molécules d'air, proches de notre oreille, oscillent et donc, elles possèdent une énergie cinétique il y a donc transfert d'énergie de l'air
aux tympans, c'est ce qui nous permet d'entendre le son. Donc le haut parleur
permet un transfert d'énergie à travers l'air sans qu'il y ait de transfert
global de matière. L'énergie est transportée dans la pièce mais l'air n'est pas
transporté d'un bout à l'autre de la pièce. Seule la perturbation de l'air se propage à travers la pièce, à travers le
milieu. S'il avait été transporté à travers la pièce, et bien on parlerait de vent, et non
de son. C'est pour cela qu'on appelle le son "une onde sonore"
parce que le son a toutes les caractéristiques d'une onde. On rappelle
qu'une onde, c'est un phénomène qui permet le transport d'énergie dans un
milieu sans qu'il n'y ait transport global de matière dans ce milieu. On
parle de milieu pour caractériser la substance matérielle dans laquelle une onde se propage. L'air est un exemple de milieu dans
lequel le son peut se propager. Mais, il peut aussi se propager dans
l'eau, dans le métal, ou encore dans le corps humain et les os. Et le fait que le
son peut se propager dans le corps humain répond à une question que tout le monde s'est posée au moins une fois:
pourquoi nos voix nous paraissent si différentes lorsqu'on entend sur un enregistrement
audio ou vidéo, et lorsqu'on parle à quelqu'un. On entend en
fait deux composantes sonores qui proviennent de notre voix: le premier son
est celui qui parvient à l'oreille en sortant de la bouche, qui se propage à
travers l'air et qui atteint l'oreille, et le deuxième son est celui qui se
propage à l'intérieur de la tête et qui parvient aussi à l'oreille, et qui fait
aussi vibrer le tympan. Mais, à travers un enregistrement vidéo
ou audio, la seule composante de la voix qu'on entend c'est celle qui a été
enregistrée, c'est à dire celle qui s'est propagé à travers l'air. Donc, quand on
écoute sa voix enregistrée, on entend en fait ce que les autres entendent de
notre voix lorsqu'ils nous écoutent. La mauvaise nouvelle c'est que, oui, oui,
ce que vous entendez lorsque vous écoutez votre voix enregistrée, c'est
bien exactement le son que les autres associent à votre voix, et la bonne
nouvelle c'est que pour les autres ce son de votre voix ne leur paraît pas du
tout étrange, puisque c'est le seul son de voix qu'ils connaissent de vous. Donc,
bien retenir: le son est une onde: on parle d' onde sonore qui est
caractérisée par un transport d'énergie dans un milieu sans transport global de
matière.