| LA CHAINE SONORE |
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II - La propagation |
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Le son est une onde produite par la vibration d'un support qui peut être fluide ou solide. Pour mieux comprendre le sens du mot « onde », prenons l'exemple d'une onde à la surface de l'eau. En effet, quand on lance un caillou dans une rivière on observe l'apparition de vagues à la surface. Néanmoins ces vagues ne sont pas immobiles : il a y a un mouvement qui leur permet d'exister. Ainsi des cercles concentriques se forment autour de l'endroit où le caillou a été jeté. Ces cercles sont à la base d'une perturbation de la surface qui été auparavant plane. Une onde est donc un phénomène qui est dû à la perturbation d'un milieu. En effet la source sonore perturbe les zones plus ou moins proches du milieu. |
Un autre exemple peut nous permettre de mieux comprendre. Imaginons une corde tendue, elle représente le milieu de propagation. Lorsque le corde est agitée par une extrémité d'un mouvement brusque, on peut observer une ondulation allant jusqu'à l'autre extrémité. Cette ondulation est la perturbation de la corde, donc du milieu. Cet exemple nous montre un autre aspect important de la propagation. Il faut remarquer qu'au cours de ce mouvement, la corde ne se déplace pas, elle reste toujours à l'endroit où elle était initialement. Ceci s'explique par le fait qu'il n'y a pas déplacement de matière mais un déplacement d'énergie de part une vibration. |
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Lors de la propagation d'un son émis, des zones de compression et de dépression vont se créer. Reprenons l'exemple du caillou jeté dans une rivière. Pendant la diffusion de l'onde on observe une formation particulière de l'eau : elle forme successivement des creux et bosses. Le même phénomène s'effectue pour la propagation du son.
En effet, les particules (molécules et atomes) présentes dans le milieu de propagation voient leur place se modifier : la pression du milieu change. Mais une fois la propagation faite, les particules reprennent leur place.
Dans l'air cette modification est possible grâce à son élasticité qui lui permet de se détendre et former ces deux zones.
Mais comment se forme ces zones? Nous allons répondre à cette question en étudiant de plus près le déplacement provisoire des particules.
Pour expliquer le déplacement des particules, appuyons nous sur un schéma.
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Membrane au repos |
Membrane en mouvement |
Chocs entre particules |
Propagation du mouvement |
Dans un premier temps, on observe qu'avant la mise en mouvement de la membrane, les particules l'entourant sont « fixes ». Cependant à la fabrication du son (ici par l'intermédiaire d'une corde de guitare), les molécules situées autour de la source vibrante sont propulsées.
C'est à ce moment que deux zones sont créées : avant la membrane se trouve la zone de compression et après celle-ci la zone de dépression. Ainsi elles s'entrechoquent avec les particules voisines et transmettent ce mouvement aux suivantes. Ces dernières effectuent le même mécanisme : c'est la continuité de la propagation du son. Néanmoins notons bien que toutes reprennent leur place initiale.
Le son se propage donc par transmission de vibrations des molécules.
Pour prouver ce mécanisme, nous avons fait une expérience sur la propagation du son dans le vide. En effet, la caractéristique du vide est qu'il ne possède aucune molécule. Il serait donc logique que le son ne s'y propage pas étant donné que les vibrations des ondes produites par la source sonore ne pourraient être transmises.
Nous avons donc placé une source sonore dans un espace vide.
Grâce à cette expérience nous avons prouvé deux phénomènes. Premièrement, la musique se propage à l'extérieur de la cloche, lorsque celle-ci contient de l'air. À l'opposé, après avoir fait le vide, plus aucun son ne provient de la cloche. Ainsi, nous avons confirmation que le son se propage dans l'air (ou autre milieu moléculaire) mais pas dans le vide. Dans le dernier cas, on parle d'isolation phonique (ou isolation acoustique).