Nature physique du son : émission, propagation, vitesse

En 30 secondes

• Le son est une onde mécanique, produite par la vibration d'une source qui comprime et détend le milieu environnant. C'est une onde longitudinale, à ne pas confondre avec une onde transversale comme une vague.
• Le son a besoin d'un milieu de propagation matériel : il ne se propage jamais dans le vide, comme le montre l'expérience de la cloche à vide.
• Sa vitesse, ou célérité, dépend du milieu : environ 340 m/s dans l'air, 1480 m/s dans l'eau, 5000 m/s dans l'acier. Cela explique aussi pourquoi on voit l'éclair avant d'entendre le tonnerre.

Ce que tu sauras faire

• Décrire le son comme une onde mécanique produite par la vibration d'une source, qui comprime et détend le milieu qui l'entoure.
• Expliquer pourquoi le son a besoin d'un milieu de propagation matériel, contrairement à la lumière qui traverse le vide.
• Comparer la vitesse du son dans l'air, l'eau et l'acier, et relier ces écarts aux propriétés du milieu traversé.
• Utiliser le décalage entre un éclair vu et le tonnerre entendu pour illustrer l'écart de vitesse entre la lumière et le son.

Les mots à connaître

Émission (d'un son)

le tout premier instant où une source vibrante (corde, membrane, cordes vocales) commence à comprimer et détendre le milieu qui l'entoure, donnant naissance à une onde sonore.

Onde mécanique

une perturbation qui se propage de proche en proche dans un milieu matériel, en transportant de l'énergie mais sans transport de matière ; le son en est un exemple.

Onde longitudinale

une onde dans laquelle le milieu vibre dans la même direction que celle de la propagation, par compressions et détentes successives ; c'est le cas du son.

Le piège classique

Croire que le son peut se propager dans le vide comme la lumière : sans milieu matériel à comprimer et détendre, aucun son ne peut se propager, comme le montre l'expérience de la cloche à vide.

L'astuce

Retiens l'ordre croissant des vitesses du son : air (340 m/s) < eau (1480 m/s) < acier (5000 m/s). Plus le milieu est rigide et compact, plus le son va vite.