La propagation du son
Matière et énergie
Dans un milieu compressible, le son se propage sous forme d'une variation de pression créée par la source sonore.
Dans l'air, la première compression générée par la source vibrante amène les particules à s'entrechoquer de proche en proche et à rebondir; une détente de même valeur est induite par le mouvement des particules dans l'autre sens, et ceci à intervalle régulier jusqu'à ce que la source se "taise" et donc cesse de vibrer.
Notons que seule la compression s'éloigne de la source et non les molécules qui, elles, ne font que vibrer de quelques micromètres autour de leur point d'équilibre.
Dans le cas des ondes longitudinale on pourrait comparer le phénomène à une cascade de domino: l'énergie se déplace car on constate sans peine un mouvement vers l'avant général or chaque domino est bel et bien resté à sa place.
En ce qui concerne les ondes transversales, Il en va de même lorsqu'on agite une corde: l'énergie se propage jusqu'au bout de celle-ci puisqu'on la voit remuer de part en part or la corde, elle, n'a parcouru aucune distance. (cfr animation)
Le seul mouvement constatable est celui de l'oscillation dûe à la variation de pression qui n'est cependant perceptible qu'à de très basses fréquences.
Le son se propage également dans les solides sous forme de vibrations des atomes . Là encore, seule la vibration des atomes se propage, et non les atomes eux-mêmes qui ne font que vibrer très faiblement autour de leur position d'équilibre.
C'est donc bien l'énergie qui se déplace et non la matière.
Mais, dans tous les cas, le son nécessite un milieu élastique et donc de la matière capable de vibrer pour se propager. Il ne peut y avoir de son dans le vide pas plus qu'il ne peut y avoir de son sans vibration.
La célérité à laquelle l'onde se déplace dépend de la densité, de l'élasticité et de la température du milieu de propagation.
Dans l'air, cette vitesse est relativement faible (344 m/s à température ambiante et déjà plus qu'à 330 m/s à 0°c) comparée à la vitesse constatée dans un milieu liquide ( 1482 m/s dans l'eau) ou solide (5100 m/s dans l'acier ).
La fréquence et la longueur d'onde sont directement liées à la vitesse de propagation de l'onde par une relation simple: ( )
Il apparait ainsi que les longueurs d'onde varient largement sur l'étendue du spectre audible.
Cet aspect aura son importance dans l'étude du comportement des ondes sonores confrontées à un obstacle...
