Le son : fréquence et amplitude - 4ème
Le son est une vibration qui se propage dans un milieu matériel (air, eau, solide). Il est caractérisé par sa fréquence (aigu/grave) et son amplitude (fort/faible).
Qu'est-ce qu'un son ?
Le son est une onde mécanique. Une source vibrante (corde, membrane, colonne d'air) fait vibrer les molécules autour, et cette vibration se transmet de proche en proche.
⛔ Dans le vide (espace), aucun son ne se propage : il n'y a pas de molécules pour transmettre la vibration.
Vitesse du son
- Dans l'air à 20°C : ~340 m/s (=1224 km/h)
- Dans l'eau : ~1500 m/s (4× plus rapide)
- Dans l'acier : ~5000 m/s (15× plus rapide)
Le son est plus rapide dans les solides que dans les liquides, et plus rapide dans les liquides que dans les gaz.
Astuce : on voit l'éclair AVANT d'entendre le tonnerre car la lumière est ~1 million de fois plus rapide que le son. On peut estimer la distance d'un orage en comptant les secondes : ~1 km par 3 secondes.
Fréquence (aigu / grave)
La fréquence mesure le nombre de vibrations par seconde. Unité : Hertz (Hz).
- Fréquence haute (>1000 Hz) = son aigu
- Fréquence basse (<200 Hz) = son grave
- Audition humaine : ~20 Hz à 20 000 Hz (varie avec l'âge)
- Infrasons : <20 Hz (éléphants, baleines)
- Ultrasons : >20 000 Hz (chauves-souris, dauphins, échographies)
Amplitude (fort / faible)
L'amplitude mesure la 'force' de la vibration. Niveau sonore en décibels (dB).
- Chuchotement : ~30 dB
- Conversation normale : ~60 dB
- Cri : ~90 dB
- Concert rock : ~110 dB
- Avion au décollage : ~120-140 dB (douleur)
Au-delà de 85 dB répétés, dommages auditifs cumulés. Protections nécessaires.
L'oreille
- Oreille externe : pavillon + tympan
- Oreille moyenne : 3 osselets (marteau, enclume, étrier)
- Oreille interne : cochlée (cellules ciliées non régénérables)
Niveaux du jeu
- Niveau 1 : qu'est-ce qu'un son, milieux de propagation.
- Niveau 2 : fréquence, aigu/grave, ultrasons et infrasons.
- Niveau 3 : amplitude, décibels, dangers auditifs.
- Niveau 4 : vitesse du son et applications (écho, sonar).
- Niveau 5 : audition, médical, protection.
Astuces pour le son
- Aigu/grave = fréquence (Hz). Fort/faible = amplitude (dB). Indépendants !
- Le son a besoin d'un milieu matériel : pas de son dans l'espace.
- Le son est plus rapide dans l'eau et les solides que dans l'air.
Dans Le Son : 125 questions de physique acoustique.
Informations pour les parents et enseignants
Programme de 4ème : "Le son. Fréquence et amplitude. Audition."
5 niveaux progressifs gratuits