Le son, cette vibration

Pour que cette onde parvienne jusqu’à nous, trois éléments sont nécessaires : une source produisant une vibration mécanique (par exemple : des enceintes), un milieu porteur transmettant cette vibration (par exemple : l'air) et des oreilles qui reçoivent cette vibration.

Les paramètres du son sont la fréquence (ou la hauteur, la tonalité) du son, le volume sonore, le timbre et la durée.

Revenons sur les bancs du lycée avec une vidéo didactique sur les ondes sonores (et un bonus sur les ondes électromagnétiques).

Les sons que l’on entend se composent en fait de vibrations dans l’air. Le nombre de vibrations perçues détermine la fréquence d’un son. La fréquence d’un son se mesure en Hertz (Hz).

Quand la fréquence d’un son est élevée (c’est-à-dire que le tympan perçoit beaucoup de vibrations par seconde), alors on dit que ce son est haut ou aigu. On parle donc de la hauteur d’un son.

Le timbre d’un son permet de l’identifier de manière unique. Jamais deux sons distincts ne pourront avoir le même timbre. C’est grâce au timbre que l’on distingue une même note jouée par deux instruments de musique différents.
C’est également grâce au timbre que l’on peut différencier les voix de deux personnes : chacun d’entre nous a un timbre de voix unique.

Les oscillations du son sont généralement représentées sous forme de courbe sinusoïdale et peuvent être plus ou moins régulières.

En ordonnée, on représentera l'écoulement du temps et en abscisse l'amplitude, qui représente la variation de la pression acoustique (celle de l'air et celle sur notre tympan) ou aussi la distance de l’avant-arrière de la membrane du haut-parleur, qui pousse l'air lorsque la membrane se déplace vers l'avant et l'aspire lorsqu'elle se déplace vers l'arrière.

Elle représente une durée et est donc exprimée en secondes. Elle décrit la durée qui sépare deux instants de pression maximale.
La fréquence est le nombre de périodes qui se produisent en une seconde.

Prenons pour exemple la note de musique « La ». La fréquence de cette note est de 440 Hz (ou Hertz). Cela signifie oscille 440 fois par seconde.

Comme nous l’évoquions au début, plus la fréquence est basse (donc plus le nombre d’oscillations par seconde est faible), plus le son est grave. À l’inverse, plus la fréquence est haute (donc plus le nombre d’oscillations par seconde est élevé), plus le son sera aigu.

La célérité d’un son détermine sa vitesse de propagation. Elle dépend de plusieurs facteurs comme la température qu’il fait, la pression de l’air du milieu où il se produit ou encore sa nature.

Dans un milieu, plus la densité de gaz augmente, plus la célérité (ou la vitesse du son) va diminuer.

Le son peut être littéralement « porté » par le vent. Dans l'air : La vitesse de propagation du son dans l'air sec à une température de 0°C est de 331.6 m/s ; la vitesse du son augmente lorsque la température augmente (à 20°C, la vitesse du son est de 334 m/s).