Le son : des vibrations qui voyagent
Comment le son se propage dans l'air, l'eau et le métal, pourquoi il est plus rapide dans les solides, ce que sont la hauteur et l'intensité, et pourquoi l'espace est silencieux. Avec une expérience de téléphone à ficelle.
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Un son est produit quand quelque chose vibre. Une corde de guitare qui vibre pousse l'air à côté d'elle : elle le comprime (une compression), puis le laisse s'étaler (une raréfaction). Ces compressions et raréfactions se propagent vers l'extérieur : c'est une onde sonore. Quand elles arrivent à ton oreille, elles font vibrer ton tympan.[1]
Le son a besoin de quelque chose pour se propager : un gaz, un liquide ou un solide. Dans l'air à 20 °C, il va à environ 343 mètres par seconde. Dans l'eau, il est beaucoup plus rapide, environ 1 480 m/s, et dans l'acier environ 5 960 m/s.[2]
L'espace est presque partout complètement vide : c'est le vide. Sans air ni rien d'autre pour transporter les vibrations, le son ne peut pas s'y propager.[5]
Un son est aigu ou grave selon sa hauteur, qui dépend du nombre de vibrations par seconde : sa fréquence, mesurée en hertz (Hz). Les êtres humains entendent d'environ 20 Hz (un grondement très grave) jusqu'à environ 20 000 Hz (un sifflement très aigu).[2]
La force d'un son se mesure en décibels (dB). Un chuchotement fait environ 20 dB et une conversation normale environ 60 dB. Vers 120 dB, comme à un concert de rock très fort, le son commence à faire mal, et une exposition longue ou très forte abîme l'audition.[3]
Le son le plus fort de l'histoire connue est venu du volcan Krakatoa en 1883. Sur l'île Rodrigues, à environ 4 800 km, des gens l'ont entendu comme des coups de canon lointains. Son onde de pression a fait plusieurs fois le tour de la Terre.[4]
Essaie: Le téléphone à ficelle
Il te faut
- Deux gobelets en carton ou en plastique
- Environ 5 à 10 m de ficelle
- Un crayon bien taillé (pour faire les trous, avec un adulte)
- Deux trombones
Sécurité
Laisse un adulte faire les trous. Ne tire pas sur la ficelle près du visage de quelqu'un, et ne crie jamais dans le gobelet quand quelqu'un écoute.
Ce qu'il faut faire
- Fais un petit trou au fond de chaque gobelet (demande à un adulte).
- Passe la ficelle dans les deux trous et attache chaque bout à un trombone à l'intérieur du gobelet, pour qu'elle ne puisse pas glisser.
- Éloignez-vous jusqu'à ce que la ficelle soit tendue. L'un parle doucement dans un gobelet ; l'autre tient l'autre gobelet contre son oreille.
- Maintenant, laisse la ficelle se détendre. Entends-tu encore ?
- Recommence avec la ficelle qui touche un encadrement de porte ou une main. Que se passe-t-il ?
Que se passe-t-il, et pourquoi ?
Ta voix fait vibrer le fond du gobelet. Une ficelle tendue transmet ces vibrations à l'autre gobelet, qui vibre et pousse l'air dans l'oreille de celui qui écoute. Le son se propage bien dans la ficelle, qui est un solide. Une ficelle détendue, ou un doigt qui la touche, arrête les vibrations, alors le son s'affaiblit.[1][2]
Joue: Le son passe-t-il ?
Le son peut-il se propager là-dedans ? Décide : oui ou non.
Ton meilleur score est gardé seulement sur cet appareil. Rien n'est envoyé.