Résumé du monde du son

Le son est une forme d’énergie. Elle peut être produite, déplacée, répartie dans le temps et sur la distance, et transporter une énorme quantité d’énergie. Le son n’existe que tant qu’il y a de l’énergie en continu. Il est défini comme quelque chose d’audible. Il s’agit en fait d’une onde, d’une série de vibrations traversant un milieu, dans une gamme de fréquences perceptible par l’oreille humaine. Il peut également se propager à travers les gaz, les liquides et les solides, mais ne peut pas être entendu dans le vide, y compris dans l’espace extra-atmosphérique. Mais que devons-nous savoir d’autre à ce sujet ? Voyons voir !

Le son est donc une onde mécanique longitudinale, engendrée par la vibration et le va-et-vient des particules dans le milieu à travers lequel se déplace l’onde sonore. Les vibrations de l’objet font vibrer les particules du milieu environnant, elles sont donc détectées par les récepteurs auditifs. C’est ce qu’on appelle le son. Il est important de noter, cependant, que d’un point de vue physique, nous considérons que les ondes de mouvement vibratoire elles-mêmes sont des sons, que l’oreille humaine les entende ou non. Il est également important que le son ait besoin d’un support pour se déplacer. Il peut se déplacer sur tous les supports, mais pas dans le vide. Il n’y a pas de son dans l’espace car il n’y a pas de support pour transmettre les vibrations sonores. Lorsque les vibrations sont rapides, on entend un son aigu, et lorsqu’elles sont lentes, on entend un son grave.

Caractéristiques des ondes sonores

Les sons sont généralement audibles à l’oreille humaine lorsque leur fréquence et leur nombre de vibrations peuvent être mesurés entre 20 à 20 000 par seconde, mais cette plage peut varier considérablement d’un individu à l’autre. Les ondes sonores dont la fréquence est inférieure aux ondes audibles sont appelées infrasons, et celles dont la fréquence dépasse la plage audible sont définies comme des ultrasons. Une onde sonore est généralement représentée graphiquement par une ligne horizontale ondulée, mais ce graphique n’est qu’une représentation et non une image réelle d’une onde. L’onde sonore est causée par des changements de pression causés par des vibrations.

Il existe des zones de basse pression et de haute pression.

Les zones à haute pression sont désignées comme des creux et les zones à basse pression comme des creux, et la distance physique entre deux pics ou dépressions consécutifs dans une onde sonore est appelée la longueur d’onde. L’amplitude est la quantité de compression ou d’expansion subie dans un milieu traversé par une onde sonore. Une grande amplitude signifie un bruit fort, tandis qu’une petite amplitude signifie un bruit faible.

La fréquence fait référence à la vitesse à laquelle un son particulier se propage dans l’air. Il est calculé en cycles par seconde. L’unité SI de fréquence est le Hertz. La vitesse peut être calculée comme le produit de la fréquence et de la longueur d’onde. De cette formule, on peut déduire qu’il existe une relation inverse entre la fréquence et la longueur d’onde, ce qui signifie que, par exemple, une corde deux fois plus grande a la moitié du nombre de vibrations et une vibration à fréquence plus élevée a un son plus élevé. La vitesse du son dépend du milieu : 340 mètres/seconde dans l’air, 1 500 mètres/seconde dans l’eau, et enfin 2 500 à 6 000 mètres/seconde dans la matière solide.

De ce fait, le son se propage mieux dans les solides et les liquides et est donc plus perceptible. La vitesse du son peut également être légèrement modifiée par la température du milieu transmetteur. Dans l’air plus chaud, le son se déplace à une vitesse légèrement supérieure, tandis que dans l’air froid, la vitesse se déplace un peu en dessous de 340 mètres par seconde. Comme la conductivité acoustique dépend de la densité du milieu, les solides sont de meilleurs conducteurs que les liquides et les liquides sont plus efficaces que les gaz. Les ondes sonores peuvent rebondir, se rétracter, se plier et être absorbées, tout comme les ondes lumineuses. La réflexion des ondes sonores peut entraîner un écho – un facteur important dans l’acoustique des théâtres et des auditoriums.

Une onde sonore peut être amplifiée par les ondes d’un corps avec la même fréquence de vibration, mais une combinaison d’ondes avec des fréquences de vibration différentes peut provoquer des battements ou des pulsations ou d’autres types d’interférences. Il est intéressant de réfléchir à ce que signifie cette vitesse de 340 mètres/seconde mesurée dans les airs. Peut-être est-ce plus visible s’il est converti au format kilomètre / heure, ici cela correspond à 1224.  Les avions de chasse sont capables de voyager à  une telle vitesse. Les avions supersoniques sont capables de dépasser la vitesse du son. Le claquement qui se produit au moment de dépasser ce seuil s’appelle une explosion sonore.

Qu’est-ce que l’ouïe ?

Contrairement à la perception olfactive ou gustative basée sur des interactions chimiques, l’ouïe est un processus mécanique dans lequel l’oreille convertit les ondes sonores détectées en signaux électriques que le cerveau peut comprendre. Notre système auditif se compose d’un certain nombre de composants fonctionnels. L’oreille externe recueille les sons qui font vibrer le tympan de l’oreille moyenne. L’oreille interne reçoit ces vibrations et les envoie au nerf auditif. Ces impulsions finissent par pénétrer dans notre cerveau, qui les traduit en ce que nous entendons. L’ouïe renvoie donc à la prise de conscience de la présence des sons et à la détermination de la signification du son. Cela commence par une vibration qui atteint le cerveau par le système auditif – où nous l’entendons réellement.

Qu’est-ce que le décibel et comment est-il mesuré ?

Le décibel (en abrégé dB) est une unité de mesure utilisée pour mesurer l’intensité du son. L’échelle des décibels est un peu étrange car l’oreille humaine est incroyablement sensible. Nos oreilles entendent beaucoup, du léger froissement des caresses au moteur à réaction agaçant. En termes de puissance, le son du moteur à réaction est environ 1 000 milliards de fois plus fort que le plus petit son audible. C’est une grande différence ! Sur l’échelle des décibels, le plus petit son audible (proche du silence complet) est de 0 dB. Un son dix fois plus fort est de 10 dB. Un  100 fois plus fort qu’un silence presque complet fait 20 dB. Un son presque 1000 fois plus fort qu’un silence presque complet fait 30 dB. Voici quelques sons courants et leurs décibels :

• Silence presque complet – 0 dB
• Un murmure – 15 dB
• Conversation normale – 60 dB
• Une tondeuse à gazon – 90 dB
• Le klaxon d’une voiture – 110 dB
• Un concert de rock ou un moteur à réaction – 120 dB
• One shot ou pétard – 140 dB

De toute évidence, nous savons par notre propre expérience que la distance affecte considérablement l’intensité du son – lorsque vous êtes loin, la force diminue considérablement. Tout son supérieur à 85 dB peut entraîner une perte auditive, selon le volume du son et à la durée d’exposition. Huit heures de son à 90 dB peuvent endommager l’oreille, et toute exposition à un son de 140 dB causera des dommages immédiats et une douleur réelle.

AP