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1er partie - Chapitre 2 : Qu'est-ce qu'un son ?
Les étudiants qui le souhaitent peuvent approfondir certaines notions sur les sons introduites dans le cours. Nous allons tout d'abord préciser ce que l'on entend par "particule" lorsque l'on parle de la propagation du son. Nous nous intéresserons à la portée et à la vitesse de propagation du son en fonction du milieu. |
Dans le cours, nous utilisons le terme générique de particule pour
décrire les constituants du milieu qui oscillent et propagent l'onde
mécanique. D'un point de vue physique, la nature de ces constituants
dépend du milieu. En effet, il peut s'agir d'atomes (cas des métaux
par exemple) ou plus souvent de molécules (cas de l'air, de l'eau...).
Cela signifie que les propriétés de ces constituants diffèrent
selon les cas : si les particules sont lourdes, il faudra plus d'énergie
pour les faire osciller. |
Dans les compléments du chapitre précédent, nous avons vu que la propagation d'une onde mécanique est un phénomène de transfert d'énergie. Dans le présent chapitre, nous avons étudié la propagation des sons au niveau des particules. Lorsqu'on apporte de l'énergie à une particule, elle oscille autour de sa position d'équilibre en transmettant une partie de son énergie au cours de chocs avec les particules voisines. Lors de ces chocs, une partie de l'énergie est "perdue" : en effet, dans tout transport d'énergie, seule une partie de l'énergie est effectivement transmise, et le reste de l'énergie est dissipée (généralement en chaleur). C'est pour cette raison que le mouvement perpetuel n'existe pas dans la nature : une balançoire que l'on fait se déplacer s'arrête après un certain temps, tout comme un pendule s'arrête également. De la même manière, lorsque l'on s'éloigne de la source d'un son, l'énergie transportée décroît avec la distance jusqu'à ne plus être suffisante pour que l'on entende le son : c'est pour cette raison que les sons ont une portée finie. Au delà de cette portée, le son n'est plus audible. Cette portée dépend évidemment de la quantité d'énergie qui est dissipée par les particules du milieu. Les ondes sonores se propagent dans certains milieux sans trop de pertes alors que certains matériaux absorbent fortement les sons : on les appelle des isolants phoniques. Ces matériaux sont utilisés pour isoler les maisons des bruits exterieurs (on peut citer le liège, la laine de roche...). Une autre technique visant à atténuer la puissance des bruits venant de l'extérieur consiste à utiliser un double vitrage sur les fenêtres. L'idée est alors d'insérer une couche de vide entre l'extérieur et l'intérieur de la pièce. Cette couche est capturée entre deux couches de verres. |
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