LE SON | tpeffetdoppler

COMMENT PERCEVONS-NOUS LES SONS ?

Le son est un phénomène physique. Pour faire simple, on pourrait traduire le son par une simple transmission d'un mouvement à l'oreille. Sa propagation crée une onde acoustique - que l'on peut aisément comparer aux ronds dans l'eau quand on y lance une pierre, par exemple. L'oreille humaine, en les transmettant au cerveau, traduit littéralement ces ondes acoustiques en sons. Pour comprendre cette idée de traduction, il suffit de se poser cette question: Si un arbre tombe dans une forêt où il n'y a personne, sa chute fait-elle quand même du bruit? Un casse-tête relativement connu où bon nombre de personnes se font piéger. Pourtant, la réponse est évidente - s'il n'y a personne pour traduire les ondes acoustiques en sons, alors la chute de l'arbre ne peut pas faire de bruit!

Pour comprendre l'effet Doppler-Fizeau, il est essentiel de connaître les points suivants, en lien avec l'image ci-dessus:

Le son est une onde de compression, c’est-à-dire que lorsqu’un son est émis, ce dernier crée une perturbation de l’air - il y a plus de pression que lorsqu’il n’y a pas de son.
La vitesse du son est de 340 mètres par seconde dans l’air sec, ou autrement dit, un kilomètre toutes les trois secondes. Plus le milieu est dense, comme les liquides et les solides, plus la vitesse est élevée. En l’absence d’un milieu de propagation, le son ne peut pas se déplacer – c’est pourquoi le son ne se propage pas dans l’espace. Le son ne se propage donc pas instantanément. Prenons l’exemple d’un match de rugby: lorsque le joueur transforme un essai, on aura un certain temps de latence entre le moment où celui-ci frappe la balle et le moment où le supporter entendra le son de cette frappe.
La période c’est l’inverse de la fréquence (T=1/f). C’est la durée d’une oscillation complète, elle s’exprime en seconde.
La fréquence, c’est le nombre d’oscillation par seconde, elle est exprimée en Hertz (Hz) et est comprise entre 20 et 20.000 Hz.
L’intensité, ou l’amplitude de la vibration, est exprimée en décibels (dB). Elle définit les sons forts ou faibles. Le seuil d’audition est de 0dB tandis que le seuil de la douleur se situe au-delà de 120dB. Par exemple, un aspirateur a une intensité d’environ 70dB alors qu’un avion au décollage a une intensité de 140dB – le seuil de la douleur est largement dépassé et une douleur, qui peut entraîner des lésions irréversibles, s’installe si l’on se trouve à côté. Un son grave est de l’ordre de 100 à 200 vibrations par seconde quant à un son aigu elles sont de l’ordre de 1000 ou plus. C’est-à-dire que plus la vibration dans l’air est rapide, plus le son nous paraît aigu. Les fonctions sinus ci-dessous, que nous avons obtenues via GeoGebra, permettent de comprendre quand un son est aigu ou grave.