Nature et caractéristiques du son

Qu'est-ce que le son ?

Le son est une vibration qui se déplace dans un milieu matériel. Pour qu'il y ait du son, il faut obligatoirement de la matière : air, eau, bois, métal. Dans le vide, comme dans l'espace, aucun son ne se propage car il n'y a pas de matière pour transporter les vibrations.

Propagation et vitesse du son

Le son se déplace à des vitesses différentes selon le milieu. Dans l'air, il voyage à environ 340 mètres par seconde. Dans l'eau, il est plus rapide : environ 1 500 ms. Dans les solides comme le métal, il atteint 5 000 ms. La formule pour calculer la vitesse est : $v=\frac{d}{t}$ où $v$ est la vitesse, $d$ la distance et $t$ le temps.

Mise en pratique

Exercice : Un éclair se produit à 1 020 mètres de toi. Sachant que le son voyage à 340 ms dans l'air, combien de temps après l'éclair entendras-tu le tonnerre ?

Réponse : On utilise la formule $t=\frac{d}{v}$. Donc $t=\frac{1020}{340}=3$ secondes. Tu entendras le tonnerre 3 secondes après avoir vu l'éclair.

Fréquence et hauteur du son

Mise en pratique

Exercice : Un violon produit un son de 440 Hz et une contrebasse un son de 110 Hz. Lequel est le plus aigu ?

Réponse : Le violon produit le son le plus aigu car sa fréquence (440 Hz) est plus élevée que celle de la contrebasse (110 Hz). Plus la fréquence est haute, plus le son est aigu.

Niveau sonore et intensité

Le niveau sonore mesure l'intensité d'un son, c'est-à-dire sa puissance. Il se mesure en décibels (dB). Un chuchotement fait environ 30 dB, une conversation normale 60 dB, et un concert peut atteindre 110 dB. L'amplitude des vibrations détermine ce niveau : plus l'amplitude est grande, plus le son est fort. Au-delà de 85 dB, le son devient dangereux pour l'oreille.

Mise en pratique

Exercice : Tu mesures le niveau sonore d'une tondeuse à gazon : 90 dB. Est-ce dangereux pour tes oreilles si tu l'utilises longtemps ?

Réponse : Oui, c'est dangereux ! Le niveau sonore de 90 dB dépasse le seuil de 85 dB à partir duquel le son peut endommager l'audition. Il faut donc porter des protections auditives pour utiliser la tondeuse.

Risques auditifs et prévention

Les sons trop forts ou prolongés endommagent définitivement l'audition. Le bruit excessif détruit les cellules de l'oreille interne qui ne se régénèrent pas. Pour la prévention, il faut limiter le volume des écouteurs, porter des protections auditives (bouchons, casques) lors d'événements bruyants et s'éloigner des sources de bruit intense.

Mise en pratique

Exercice : Cite trois gestes simples pour protéger ton audition au quotidien.

Réponse : 1) Baisser le volume de mes écouteurs ; 2) Porter des bouchons d'oreilles lors d'un concert ; 3) M'éloigner des enceintes ou sources de bruit fort.

Définitions

Vibration

Mouvement rapide de va-et-vient d'un objet ou d'une particule qui produit un son.

Milieu matériel

Substance composée de matière (solide, liquide ou gaz) capable de transporter des vibrations.

Propagation

Déplacement d'une vibration sonore dans un milieu matériel.

Vitesse du son

Distance parcourue par le son dans un milieu en une seconde, exprimée en mètres par seconde (ms).

Fréquence

Nombre de vibrations par seconde d'un son, mesurée en Hertz (Hz).

Hertz

Unité de mesure de la fréquence, symbolisée par Hz.

Hauteur

Caractéristique d'un son qui le rend grave ou aigu, déterminée par sa fréquence.

Intensité

Puissance d'un son, mesurée en décibels.

Amplitude

Grandeur de la vibration sonore qui détermine l'intensité du son.

Décibel

Unité de mesure du niveau sonore, symbolisée par dB.

Audition

Capacité à percevoir les sons grâce à l'oreille.

Prévention

Ensemble des mesures prises pour éviter les dommages auditifs.