L'onde sonore est une onde mécanique qui se propage donc dans un milieu matériel élastique : à travers l'air bien sûr, mais aussi dans l'eau, ou à travers un mur. Par contre, le son ne se transmet pas dans le vide qui n'est pas un milieu matériel élastique.
Dans ce second chapitre, nous allons étudier de manière plus précise le phénomène de "son", de l'émission à la perception, en passant bien évidemment par la propagation.

Le son se propage par changement de la pression dans le milieu où il circule. La pression est une mesure des forces qui s'exercent sur les particules d'un milieu. Cette variation de pression (et donc de forces) est induite par un mouvement des particules d'air : ces particules se déplacent, elles se heurtent, et donc elles exercent des forces supplémentaires sur leurs voisines...

La manière dont les particules oscillent détermine la vitesse de propagation de l'onde. Elle dépend principalement de la masse des particules et de la distance qui les sépare. Ces caractéristiques n'étant pas liées à l'onde sonore qui traverse le milieu, tous les sons se propagent à la même vitesse dans un même milieu.

A partir de l'animation précédente, le schéma suivant s'intéresse à des instants particuliers de la propagation du son. Chaque ligne correspond à un instant différent ; ce schéma se lit donc ligne par ligne de haut en bas.

La trajectoire suivie par chaque particule (cf. schéma ci-dessus) ressemble fortement à une vague : il s'agit d'un mouvement sinusoïdal autour d'une position d'équilibre (ce nom vient de la fonction mathématique sinus qui permet de tracer cette courbe).
 

Comme toute onde mécanique, un son est transmis par la propagation d'une perturbation de proche en proche dans les particules d'un milieu (l'air, généralement). Cette perturbation est toujours créée par le mouvement d'un objet (corde de guitare, diapason, membrane d'un haut-parleur, surface d'un tambour...).
La surface de l'objet, en se déplaçant, met en mouvement les molécules qui l'entourent et initie la perturbation qui se propage alors dans le milieu, en zones successives de hautes et basses pressions (la pression d'un gaz est liée à la densité des particules).

La figure précédente illustre l'exemple d'un diapason, mais toutes les sources sonores fonctionnent sur le même principe. Le haut-parleur, par exemple, fonctionne en mettant en mouvement une membrane souple (grâce à un dispositif électro-magnétique) qui transmet son mouvement à l'air qui l'entoure.

Entendre un son signifie que l'on perçoit les variations de pression induites par le mouvement des particules de l'air mises en mouvement. Chez les êtres vivants, c'est l'oreille qui joue ce rôle. On dispose également d'instruments pour capter les sons : il s'agit des microphones.

Le microphone est un instrument utilisé pour capter les variations de pression. Il fonctionne exactement comme un haut-parleur... à l'envers !
Le son arrive sous forme d'alternance de zones de pressions fortes et faibles sur la membrane du microphone. Cette membrane se déplace plus ou moins en fonction des différences de pression, et un appareillage électro-magnétique convertit ses mouvements en signal éléctrique.

L'oreille des êtres vivants évolués est également sensible aux variations de la pression de l'air qui l'entoure. Elle fonctionne sur un principe proche de celui du microphone (conversion des différences de pression en signaux électriques) mais de manière beaucoup plus complexe. Tous les animaux ne perçoivent pas les mêmes sons : il est bien connu que les chiens entendent des sons produits par des sifflets à ultra-sons alors que nous-mêmes n'entendons rien. Le fonctionnement de l'oreille humaine est abordé au chapitre 1 de la quatrième partie de ce cours.