Qu'est ce que les ondes sonores ? 

 

Le son : Le son est une vibration mécanique d'un fluide, qui se propage sous forme d'ondes longitudinales grâce à la déformation élastique de ce fluide.

 

Les ondes : Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière: Il en existe deux categories :

 

-les ondes électromagnétiques : ce sont des ondes qui peuvent se propager dans le vide.

Ex: La lumière qui traverse l’espace interstellaire.

-les ondes mécaniques : ce sont des ondes qui nécessitent un support mécanique donc un milieu matériel pour se propager.

 

Les ondes sonores sont un exemple d'onde mécanique.Les ondes acoustiques sont des perturbations mécaniques, en effet, ce sont des propagations d’une perturbation par rapport à un état d’équilibre qui transporte de l’énergie sans transporter de matière.Les molécules d’une onde sonores vont vibrer dans la direction vers laquelle l’énergie se propage. L’air étant un élément compressible et élastique, lorsque le son se propage dedans, cela se fait sous la forme d’une variation de pression. Celle-ci est créée par la source sonore. Les molécules d’air ne bougent pas, ou de façon très négligeable, c’est cette compression qui se déplace.

=> La propagation du son est donc dû aux variations de pressions et de vitesses, créées par la source sonore.

 

Les propriétés des ondes accoustiques

 

L’onde sonore possède différentes caractéristiques qui vont la définir. Elles sont liées aux propriétés physiques des ondes sonores.

Il est évident que, étant une onde mécanique, les ondes sonores ont besoin d’un milieu matériel pour pouvoir se propager. Elles sont alors caracterisées par une célérité (c) en m/s , ou vitesse de propagation, qui variera selon les milieux traversés. Elle est égale à la distance (d) en m qu’elle parcourt par unité de temps (t) en s. La formule s'écrit :

 

c=d/t  

 

Cette vitesse peut différer selon le milieu car elle est influencée par une temperature et par la pression atmospherique donc l'altitude. Nous avons realisé une experience dans laquelle nous avons montré que le principe de l'écholocation du radar et de la chauve-souris se ressemblent. Pour cela nous avons matérialisé le principe du radar et nous avons calculé la vitesse de propagation des ultrasons.

Expérience : Echolocation

 

Objectif : Modéliser le principe d’écholocation de la chauve souris et du radar.

 Matériels :

-  Un générateur 12V

- Un oscilloscope

- Un émetteur

- Un récepteur

- Une paroi réfléchissante

- Des fils de connexion

- Une règle d’un mètre

 

Protocole Expérimental :

On place l'émetteur et le récepteur cote à cote à une position A et la paroi réfléchissante à une position B. Ensuite on calcule la vitesse de l’ultrasons à une certaine distance et un certain temps précis. Enfin la comparer a celle des chauves souris qui est de 340m.s^(-1)  

 

Resultat obtenu :

 

Les Calculs :

V= d/t    avec d= 17,5 cm    et     t= 0,5 ms

                            =  0,175 m            = 0,5x10^(-3)

 

 

   d’ou  V= 0,175/(0,5x10^(-3))

             = 350 m.s^(-1)

 

•Sachant que l’écart relatif doit etre inferieur a 5%, on a :

 

    e= ((350-342)/342 )x 100

      = 2,3% < 5%               résultat validé

 

La vitesste des ondes n'est pas la seule caractéristique. Les ondes sonores sont de meme définies par une fréquence en Hz qui varie selon le type d'onde sonore. Le son qui est la seule onde que l'etre entend est compris entre 20Hz et 20KHz. Certains animaux emettent et recoivent des ultrasons dont la fréquence est comprise entre 20KHz et 10^9 Hz. Enfin, les infrasons qui ont la fréquence la plus faible des trois sons, elle est comprise entre 10^(-3) Hz et 20Hz.