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Onde sonore

DéfinitionClassé sous :physique , ondes sonores , ondes acoustiques
Les mouvements de la membrane du haut-parleur créent les ondes sonores qui se propagent ensuite dans l’air pour arriver jusqu’à nos oreilles. © Adrien Hebert, Flickr, CC by-nc-nd 2.0

Une onde sonore correspond à la propagation de perturbations mécaniques dans un milieu élastique. Ces perturbations sont perçues, entre autres, par l'oreille humaine qui les interprète comme des sons. La science qui étudie ces ondes s'appelle l'acoustique.

Les ondes sonores peuvent subir des réflexions, lorsque l'on entend un écho, par exemple. Elles peuvent aussi subir des réfractions, lorsqu'elles traversent une paroi. Elles peuvent enfin subir des interférences.

Les ondes sonores, contrairement aux ondes lumineuses, ne se propagent pas dans le vide. Elles s'appuient nécessairement sur un milieu matériel.

Caractéristiques des ondes acoustiques

La fréquence, exprimée en hertz (Hz), est l'une des caractéristiques majeures d'une onde sonore. Ainsi, les fréquences des ondes sonores perceptibles par l'être humain se situent approximativement entre 20 Hz et 20 kHz.

En-dessous de ces valeurs, on se situe dans la plage des infrasons - que les éléphants, par exemple, utilisent pour communiquer à grande distance - et au-dessus, dans celle des ultrasons - que les chiens et les chats sont capables d'entendre.

Il existe d'autres caractéristiques physiques du son comme :

  • son intensité, exprimée en décibels (dB), correspondant à l'amplitude de l'onde qui lui est associée ; l'intensité d'un son peut être à l'origine de nuisances sonores ; ainsi, le niveau d'une conversation animée peut atteindre les 60 dB, et le seuil de la douleur se situe à environ 130 dB.
  • le timbre, qui est lié à la forme de l'onde ; les ondes sonores, en effet, ne se représentent généralement pas à l'aide de sinusoïdes parfaites.

Vitesse de propagation d’une onde sonore

La vitesse du son dépend de la nature, de la température et de la pression du milieu dans lequel l'onde acoustique se propage. Au cas d'une propagation dans un gaz parfait, la vitesse augmente lorsque la densité et/ou la compressibilité du gaz augmente.

Dans les conditions normales de température et de pression, la vitesse du son dans l'air est d'environ 340 m.s-1. Dans l'eau, elle est près de cinq fois plus élevée.

Lorsqu'un objet se déplace plus vite que le son dans un milieu donné, on dit qu'il franchit le mur du son.

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