Les signaux sonores

I. Qu'est-ce que le son ?

• Le son est la propagation d'une vibration longitudinale des molécules situées entre le système émetteur et le système récepteur.

II. Représentation du son

Une vibration va agiter les molécules des matériaux environnants et se propager dans l'espace sous la forme d'un « son ».

• Le son nécessite donc un milieu matériel pour se propager : il n'y a pas de son dans le vide. Admettons que vous ayez la possibilité de crier dans l'espace : aucun son ne sortira de votre bouche, car votre voix a besoin d'air pour être transportée.

• Comme le son se propage, il peut donc servir de support au transport d'un signal donc d'une information.

Vitesse de propagation d'un son

Dans l'air, le son se propage à la vitesse v = 340 m/s. C'est bien inférieur à la vitesse de la lumière ! C'est pourquoi, lorsque la foudre tombe pendant un orage, le tonnerre retentit quelques secondes après qu'on ait vu l'éclair. En une seconde, le son parcourt en effet la distance : d = v× t = 340 × 1= 340 m. Si on attend 5 secondes l'arrivée du tonnerre, le son aura donc parcouru la distance : d = 340 × 5 = 1,7 km.

Le son se propage moins vite que la lumière

III. Fréquence d'une onde sonore

• Le son est une onde périodique, c'est-à-dire une vibration qui se reproduit identique à elle-même au bout d'un certain temps appelé période, notée T et exprimée en seconde. Exemple : le battement de cœur est un phénomène répétitif. Un électrocardiogramme représente donc un signal périodique :

• On lui associe une autre grandeur : la fréquence notée f et exprimée en hertz (Hz).

un son de grande fréquence vibre avec beaucoup d'énergie : c'est un son aigu. Les sons trop aigus pour être audibles sont appelés ultrasons (f > 20 000 Hz) ;
un son de faible fréquence vibre avec moins d'énergie : c'est un son grave. Les sons trop graves pour être audibles sont appelés infrasons (f < 20 Hz).

IV. La fréquence des ondes sonores