Physique-Chimie · 4e

Ondes sonores

Ce que tu dois retenir

Chapitre 1 — Qu'est-ce qu'une onde sonore ?

Un son est une vibration qui se propage de proche en proche dans un milieu matériel.

Chapitre 2 — La propagation du son

Le son ne se propage pas dans le vide, car il n'y a pas de matière pour transmettre la vibration.

Chapitre 3 — Les caractéristiques du son

La fréquence détermine la hauteur : un son aigu a une fréquence élevée, un son grave une fréquence basse.

Chapitre 4 — Phénomènes et applications

L'écho est une réflexion du son ; le sonar et l'échographie exploitent ce principe avec des ultrasons.

Teste-toi

1. Pour qu'un son soit émis, il faut d'abord :

AA. une vibration de la source
BB. un courant électrique
CC. une lumière intense
DD. un aimant
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Réponse : A — A. une vibration de la source

Tout son est produit par la vibration d'un objet (corde vocale, membrane, etc.). Cette vibration est la source de l'onde sonore.

2. Dans quel milieu le son se propage-t-il le plus rapidement ?

AA. Dans l'air
BB. Dans l'eau
CC. Dans l'acier
DD. Dans le vide
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Réponse : C — C. Dans l'acier

Le son se propage d'autant plus vite que le milieu est dense et rigide. Dans l'acier, la vitesse est d'environ 5 000 m/s, contre 1 500 m/s dans l'eau et 340 m/s dans l'air. Il ne se propage pas dans le vide.

3. Quelle est la vitesse approximative du son dans l'air à 20 °C ?

AA. 300 m/s
BB. 340 m/s
CC. 3 000 m/s
DD. 1 500 m/s
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Réponse : B — B. 340 m/s

Dans l'air à température ambiante, le son se déplace à environ 340 mètres par seconde. Cette valeur est souvent arrondie à 340 m/s dans les exercices.

4. Pourquoi aucun son ne peut être entendu dans l'espace ?

AA. À cause de l'absence de gravité
BB. Parce qu'il n'y a pas de matière (vide)
CC. À cause du froid extrême
DD. Parce que les distances sont trop grandes
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Réponse : B — B. Parce qu'il n'y a pas de matière (vide)

Le son est une onde mécanique qui a besoin d'un milieu matériel (gaz, liquide, solide) pour se propager. L'espace est un vide presque parfait, donc le son ne peut pas y voyager.

5. Un son de fréquence élevée est perçu comme :

AA. fort
BB. grave
CC. aigu
DD. lointain
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Réponse : C — C. aigu

La hauteur d'un son dépend de sa fréquence : plus la fréquence est grande (nombre de vibrations par seconde), plus le son est aigu.

6. Qu'appelle-t-on « ultrasons » ?

AA. Des sons de fréquence inférieure à 20 Hz
BB. Des sons audibles par l'homme (20 Hz – 20 000 Hz)
CC. Des sons de fréquence supérieure à 20 000 Hz
DD. Des sons qui se propagent uniquement dans l'eau
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Réponse : C — C. Des sons de fréquence supérieure à 20 000 Hz

Les ultrasons ont une fréquence supérieure à 20 000 Hz, limite maximale de l'audition humaine. Ils sont utilisés en échographie et par certains animaux.

7. Quel phénomène explique le retour d'un son après avoir heurté une paroi rocheuse ?

AA. L'absorption
BB. La réfraction
CC. La réflexion (écho)
DD. La diffraction
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Réponse : C — C. La réflexion (écho)

L'écho est dû à la réflexion de l'onde sonore sur un obstacle. Le son revient vers l'émetteur avec un retard perceptible.

8. Lors d'un orage, tu vois un éclair et tu entends le tonnerre 3 secondes plus tard. À quelle distance se trouve l'orage ? (vson ≈ 340 m/s)

AA. 340 m
BB. 1 020 m
CC. 680 m
DD. 100 m
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Réponse : B — B. 1 020 m

On utilise la relation d = v × t. Avec v = 340 m/s et t = 3 s, on obtient d = 340 × 3 = 1 020 m. L'orage est donc à environ 1 km.

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