Le son joue un rôle important dans nos vies. L'oreille étant l'un de nos organes sensoriels nous donne la capacité d'entendre le monde qui nous entoure. Le son est essentiel pour partager des informations, créer de l'art, interagir avec les gens, réguler les horaires de travail et de nombreux autres aspects de la vie.
Comprenons :
Prenez un élastique et placez-le autour du côté le plus long de la boîte à crayons. Insérez deux crayons entre la boîte et le caoutchouc étiré. Maintenant, pincez l'élastique quelque part au milieu. Qu'observez-vous ?
Lorsqu'une bande étroitement étirée est pincée, elle vibre et produit un son . Lorsqu'il arrête de vibrer, il ne produit aucun son. Le mouvement de va-et-vient ou de va-et-vient d'un objet est appelé vibration.
Chez l'homme, le son est produit par la boîte vocale ou le larynx . Mettez vos doigts sur la gorge et trouvez une bosse dure qui semble bouger lorsque vous avalez. Cette partie du corps est connue sous le nom de boîte vocale. Deux cordes vocales sont tendues à travers la boîte vocale de telle manière qu'elle laisse une fente étroite entre elles pour le passage de l'air. Lorsque les poumons forcent l'air à travers la fente, les cordes vocales vibrent, produisant un son. Les muscles attachés aux cordes vocales peuvent rendre les cordes tendues ou lâches.
Pourquoi les voix des hommes, des femmes et des enfants sont-elles différentes ?
C'est parce que les cordes vocales chez les hommes mesurent environ 20 mm de long. Chez les femmes, ceux-ci sont environ 5 mm plus courts. Les enfants ont des cordes vocales très courtes.
Nous entendons le son par nos oreilles. La forme de la partie externe de l'oreille ressemble à un entonnoir. Lorsque le son pénètre dans nos oreilles, il voyage le long d'un canal au bout duquel se trouve une fine membrane étroitement étirée appelée le tympan. Les vibrations sonores font vibrer le tympan. Le tympan envoie des vibrations à l'oreille interne qui envoie le signal au cerveau et c'est ainsi que nous entendons.
Le son a besoin d'un support pour se propager. Il ne peut pas voyager dans le vide. C'est la raison pour laquelle deux astronautes ne peuvent pas s'entendre dans l'espace ou sur la lune où il n'y a pas d'atmosphère. Le son peut se propager dans les solides, les liquides et les gaz. Sa vitesse est plus dans le solide, moins dans les liquides, et encore moins dans les gaz. Par exemple, la vitesse du son dans le fer est de près de 5000 m/s, dans l'eau de près de 1500 m/s et dans l'air de près de 330 m/s. Qu'est-ce que cela implique? Cela implique que plus les particules sont proches, plus le son peut se déplacer rapidement.
Voyons comment le son se propage dans un support.
Imaginez que vous écoutez de la musique via un haut-parleur. Comment le son du haut-parleur parvient-il à votre oreille ? Un son est une forme d'énergie qui a besoin de matière pour voyager. Le son se propage sous forme d'onde ou de perturbation des particules d'air. Lorsque la musique joue, le haut-parleur vibre. Lorsque la musique est éteinte, les couches d'air sont immobiles, mais lorsque le haut-parleur est allumé, les vibrations perturbent ces couches d'air. Les particules ne se déplacent pas de l'objet vibrant à l'oreille. Une particule du milieu en contact avec l'objet vibrant est d'abord déplacée de sa position d'équilibre. Il exerce alors une force sur la particule adjacente. À la suite de quoi la particule adjacente est déplacée de sa position de repos. Après avoir déplacé la particule adjacente, la première particule revient à sa position d'origine. Ce processus se poursuit dans le médium jusqu'à ce que le son atteigne votre oreille. C'est ce qui se passe lors de la propagation du son dans un milieu, le son peut donc être visualisé comme une onde.
Lorsqu'un objet vibrant avance, il pousse et comprime l'air devant lui, créant une zone de haute pression. Cette région est appelée compression (C). Cette compression commence à s'éloigner de l'objet vibrant. Lorsque l'objet vibrant recule, il crée une région de basse pression appelée raréfaction (R) . Lorsque l'objet se déplace rapidement d'avant en arrière, une série de compressions et de raréfactions se crée dans l'air. Ceux-ci font l'onde sonore qui se propage à travers le milieu. La compression est la région de haute pression et la raréfaction est la région de basse pression. La pression est liée au nombre de particules d'un milieu dans un volume donné. Un mouvement complet de va-et-vient forme une compression et une raréfaction qui ensemble constituent une onde. Cette onde dans laquelle les particules du milieu vibrent autour de leurs positions moyennes dans la direction de propagation du son est appelée onde longitudinale.
Quelques termes liés à la vague :
1) Amplitude : Le déplacement maximal de la particule d'un milieu de part et d'autre de sa position moyenne s'appelle l'amplitude d'une onde. Il est désigné par la lettre a et son unité SI est le mètre.
2) Période de temps : Le temps mis par une particule du milieu pour terminer la vibration est appelé la période de temps de l'onde. Il est désigné par la lettre T et son unité SI est la seconde.
3) Fréquence : Le nombre de vibrations faites par une particule du milieu en une seconde s'appelle la fréquence de l'onde. Il est désigné par la lettre f et son unité SI est seconde -1 ou hertz (Hz).
Au temps T, le nombre d'ondes = 1, donc en 1 seconde le nombre d'ondes ou la fréquence est
\(f = \frac{1}{T}\)
4) Longueur d'onde : La distance parcourue par l'onde dans une période de vibration de la particule de milieu est appelée sa longueur d'onde et est désignée par le symbole λ. Son unité SI est le mètre. Dans une onde longitudinale, la distance entre deux compressions consécutives ou deux raréfactions consécutives est égale à une longueur d'onde.
Les sons de fréquences inférieures à environ 20 vibrations par seconde (20 Hz) ne peuvent pas être détectés par l'oreille humaine. De tels sons sont dits inaudibles. Du côté supérieur, les sons de fréquences supérieures à environ 20 000 vibrations par seconde (20 kHz) ne sont pas non plus audibles pour l'oreille humaine. Ainsi, pour l'oreille humaine, la gamme des fréquences audibles est approximativement de 20 à 20 000 Hz. Certains animaux comme les chiens peuvent entendre des sons de fréquences supérieures à 20 000 Hz.
Créons notre propre téléphone à cordes.
Matériel requis : 2 gobelets en papier, morceau de ficelle d'environ 2 pieds, clou pour faire un trou dans les gobelets en papier
1. Utilisez un clou pour faire un petit trou au fond de chaque gobelet en papier
2. Tirez la ficelle à travers le bonnet et faites un nœud. Utilisez un long morceau de ficelle pour aider le son à voyager plus loin
3. Une personne peut tenir le téléphone contre son oreille et l'autre peut parler dans l'autre tasse. Gardez la corde tendue ou les ondes sonores ne se propageront pas correctement.
Comment ça marche?
Les ondes sonores sont créées lorsque les sons produisent des vibrations dans l'air. Dans cette activité, votre voix fait vibrer l'air à l'intérieur de la tasse, qui est ensuite transféré au fond de la tasse. Le fond de la tasse transmet les ondes sonores à la corde, et ainsi de suite à l'autre tasse.
