Complements Exercices Cours

1er partie  -  Chapitre 1 :  Qu'est-ce qu'un son ?


Un son est une onde

Les informations proposées ici visent à fournir des exemples d'ondes complémentaires de ceux présentés dans le cours. Nous aborderons ensuite le phénomène de la propagation des ondes en abordant le concept de transport d'énergie qui lui est intimement lié.
Nous proposerons alors certaines adresses de sites internet en rapport avec les ondes ainsi que des références bibliographiques.

Autres exemples d'ondes mécaniques

Dans le cours, nous avons étudié deux exemples d'ondes mécaniques. Les vagues se propagent à la surface de l'eau dans un espace à deux dimensions (2D). La hola, même si elle est produite par des gens comme vous et moi (donc à trois dimensions), se propage uniquement dans une dimension (1D) : le long du stade. Nous allons maintenant étudier deux nouveaux exemples :

  • la propagation d'une onde le long d'une corde (propagation dans une dimension)
  • la propagation des ondes sismiques (propagation dans trois dimensions)

Propagation d'une onde le long d'une corde

Une corde est un objet solide (par opposition à liquide ou gazeux) déformable : elle peut donc constituer un milieu propice à la transmission d'une onde. En effet, lorsque vous tenez par une extrémité une corde (ou un tuyau d'arrosage) qui repose au sol, vous pouvez lui transmettre une onde qui se propagera jusqu'à son autre extrémité : En envoyant une impulsion mécanique à la corde (mouvement du poignet), on voit la corde onduler au passage de l'onde. Cette onde se propage dans une dimension ; en effet, la perturbation initiale se déplace uniquement le long de la corde.



Les ondes sismiques

Les ondes sismiques correspondent à un phénomène commun : les tremblements de terre. La structure complexe de notre planète est en perpétuel mouvement, que ce soit dans des zones de contact entre plaques tectoniques (zone de San Francisco par exemple) ou ailleurs.
A l'heure actuelle, on pense que les mouvements de ces plaques sont dus à des transferts de matière dans le manteau terrestre (sous la lithosphère). Lorsque une perturbation se produit dans la profondeur de notre planète, elle se transmet dans toutes les directions à partir de cet épicentre sous formes d'ondes de choc. Ces ondes peuvent se propager sur des milliers de kilomètres en fonction de l'importance du choc initial.
Pour étudier ces ondes, on utilise un appareil nommé sismographe ou sismomètre. Cet appareil mesure les vibrations du sol et en affiche une représentation graphique.
Lorsque l'on parle d'un tremblement de terre, on mesure son intensité sur l'échelle de Richter. Cela signifie que tous les séismes n'ont pas la même intensité. Cette intensité est liée à la quantité d'énergie mise en jeu dans le processus. Nous allons voir maintenant que les ondes sont toutes intimement liées à des phénomènes de transfert d'énergie.

La propagation : un transport d'énergie

La propagation d'une onde ne correspond pas à un déplacement de matièremais à un transfert d'énergie. Avant d'aller plus loin dans l'explication, il est utile de préciser certains concepts.
On dit qu'un corps est au repos s'il est immobile. Pour le déplacer, il est nécessaire d'apporter de l'energie, car un déplacement est un effort. Ce qui est vrai pour des objets qui nous entourent est aussi vrai (en première approximation) pour les particules qui composent  les milieux matériels : perturber les particules du milieu revient donc à transmettre de l'énergie à chacune d'entre elles, de proche en proche. Le phénomène d'onde correspond donc à un transfert d'énergie à partir d'une source (le mouvement du poignet dans l'exemple de la corde ou l'impact de la pierre sur la surface de l'eau par exemple).



Quelques liens intéressants

Les ondes sismiques et la sismologie

Le Site Sismo des écoles

Il s'agit du site d'un réseau de collèges et de lycées de l'académie de Nice. Ces établissements participent à un projet pédagogique d'observation des séismes.
Vous y trouverez entre autres une présentation de la sismologie et une démonstration du fonctionnement d'un sismomètre.

L'Institut de Physique du Globe de Paris

Ce site scientifique propose des relevés sismographiques de la journée, ainsi que les enregistrements simographiques des 10 séismes les plus récents détectés.