Un son est produit grâce à la vibration d’un objet (corde de violon, membrane d’un tambour,......) et amplifié par une caisse de résonance.
La vibration se propage ensuite dans un milieu de propagation jusqu’au récepteur.
Le son a besoin d’un milieu matériel pour se propager (il ne se propage pas dans le vide). La vitesse de propagation du son est plus importante dans les milieux les plus denses (solide, liquide puis gaz).
On note $v_{\text{son dans l’air}}$ $\rm= 340~m.s^{-1}$.
La vitesse de propagation d’un signal sonore est donnée par $\displaystyme v = \frac{d}{\Delta t}$ avec $v$ en $\rm m.s^{-1}$, distance $d$ en $\rm m$ et durée $\Delta t$ en $\rm s$.
Un signal sonore périodique se reproduit à intervalles de temps égaux.
La période $\rm T$ d’un signal sonore périodique est le plus petit intervalle de temps au bout duquel le signal périodique se répète.
Attention, la mesure de plusieurs périodes permet d’augmenter la précision de la mesure.
La fréquence $\rm f$ d’un signal sonore périodique est le nombre de répétitions de ce signal par seconde. Elle s’exprime en Hertz $\rm (Hz)$. $\displaystyle \rm f = \frac{1}{T}$ avec $\rm T$ en seconde $\rm (s)$.
Une onde mécanique progressive est le phénomène de propagation d’une perturbation dans un milieu matériel élastique sans transport de matière mais avec transport d’énergie.
La célérité $v$ (en $\rm m.s^{-1}$) d’une onde est la valeur de la vitesse de propagation de cette onde.
$\displaystyle v = \frac{d}{\Delta t}$ avec d distance de propagation de l’onde en mètre et $\Delta t$ durée de sa propagation en seconde.
Une onde est périodique lorsque la propagation se reproduit dans le temps et dans l’espace.
On parle de :
- Périodicité temporelle $\rm T$, plus petite durée au bout de laquelle la perturbation se répète identique à elle-même.
- Périodicité spatiale $\lambda$, appelée longueur d’onde, plus petite distance suivant la direction de propagation, qui sépare deux points du milieu matériel dans le même état vibratoire à un instant $t$.
Une onde périodique de célérité $v$ parcourt une distance égale à une longueur d’onde pendant une durée égale à une période : $\displaystyle v = \frac{\lambda}{\rm T} = \lambda \times \rm f$ avec $\lambda$ en mètre, $\rm T$ en seconde et $\rm f$ en Hertz.
- Dans une onde transversale, le déplacement des particules est perpendiculaire à la direction de propagation de l'onde.
- Dans une onde longitudinale, le déplacement des particules à la même direction que le vitesse de l'onde.