a) Qu'est ce que le son ?

     Le son est une vibration qui se propage dans un milieu matériel. Ce sont des molécules qui se rapprochent et s’écartent de façon plus ou moins régulière créant des zones de pression et de dépression. Le son se propage sous forme d’ondes longitudinales. Une expérience permet de vérifier cela : on place un réveil en train de sonner sous une cloche, que l'on vide progressivement de son air. On observe que plus la pression diminue et moins on entend la sonnerie ! L'hypothèse est donc vérifiée : le son pour se propager a besoin d'un milieu matériel. 

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      Ce sont des molécules qui se rapprochent et s’écartent de façon plus ou moins régulière créant des zones de pression et de dépression. Ainsi l'onde acoustique se propage dans l'air à 340 m/s, dans l'eau à 1500 m/s et à des vitesses encore supérieures dans les matériaux plus denses (3500 m/s dans l'os et jusqu'à 6000 m/s dans l'acier!). Dans le vide, dépourvu de matière, aucun son ne se propage.

     Une onde est un phénomène périodique se propageant et qui se reproduit identique à lui-même à intervalle de temps régulier. Un son est donc caractérisé par plusieurs propriétés physiques, qui sont :

-    Sa période, est le plus petit intervalle de temps au bout duquel le phénomène se reproduit identique à lui-même. Son unité est la seconde et son est symbole T.

-    Son amplitude. Plus la vibration mécanique est grande, plus la sensation auditive est intense.

-    Sa fréquence, c’est-à dire le nombre de périodes répétées à l’identique en une seconde, exprimée en Hertz (Hz) et de symbole ν.

     Les variations de fréquence déterminent la hauteur d’un son. En effet, plus la fréquence est élevée, plus le nombre de périodes par seconde augmente. Le son est alors aigu. A l’inverse, une fréquence basse engendrera un son plus grave.

     Quelques chiffres : 1Hz correspond à une vibration en une seconde (donc un son grave) et 1kHz correspond à 1000 vibrations en une seconde (donc un son aigu).

-   Sa longueur d’onde, c'est-à-dire la distance séparant deux périodes. Elle est exprimée en mètre (m) et est de symbole (λ).

-        Sa vitesse de propagation exprimée en m/s de symbole V ou C. On peut la retrouver grâce à la formule V = λ ν

-   Son timbre, qui permet d'identifier les voix et les instruments, de faire la différence, pour une même note.

     Il faut savoir que 0dB ne correspond en aucun cas au silence, mais bien au seuil de perception de l'oreille humaine. Des sons peuvent être produits sans que l'oreille ne puisse l'entendre, puisque celle-ci n'entend que les sons de fréquences comprises entre 20Hz et 20000Hz.