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Sujet Le son : phénomènes physiques et physiologiques (ou psychoacoustiques)

  • 168 réponses
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1 Le son : phénomènes physiques et physiologiques (ou psychoacoustiques)
Le but de ce sujet est de discuter des phénomènes liés à la nature du son, c'est à dire du mouvement périodique de l'air, de la propagation des ondes, réflexions, interférences etc...

Et aussi, car les discussions sont souvent liées : de la perception de ces sons par nos oreilles (ou l'interprétation que notre cerveau en fait).

C'est bien l'homme qui cause le dérèglement climatique - AudioFanzine sans PUBlicité

[ Dernière édition du message le 19/08/2011 à 14:57:19 ]

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131
Citation :
c'était du à un changement de l'élasticité du fuide

Je ne sais pas si le sucre change effectivement la compressibilité du café, mais si c'est le cas c'est possible que cela ait un impact.
Ce que je disais sur les bulles c'est que l'effet principal est qu'elles introduisent un changement de la compressibilité qui change la fréquence de résonance de l'ensemble { tasse + café }.
L'effet du ralentissement de l'onde par le changement d'indice du milieu doit être négligeable devant le phénomène précédent.



Citation :
A prioiri, la nuit l'air est plus froid, donc plus dense, donc meilleur propagateur d'ondes.

Pfff, J'en ai marre d'être le rabat-joie de service mais... ce n'est pas tout à fait ça.
Désolé de faire mon chieur mais "meilleur propagateur" ça ne veut pas vraiment dire grand chose.
En fait quand la température diminue la densité est plus importante et l'onde sonore va moins vite.


La vitesse de l'onde c vaut : c = √(E/ρ)
- E c'est le module de Young (le "taux de compressibilité élastique" ) du gaz,
- ρ c'est la densité du gaz (je mets des lettres grecques pour faire plus savant et pour les aider dans la crise en leurs faisant toucher des royalties).

On voit alors que quand ρ augmente, le son va moins vite ; en un sens, il se propage "moins bien".


Sauf que, juste pour que ce soit encore plus pénible, ρ et E sont des paramètres qui dépendent de trois grandeurs physiques caractéristiques d'un gaz... P, V et T (Pression, Volume, Température).

Il faut poser des hypothèses pour faire un modèle, par exemple, le son ne perd pas de son énergie à cause de l'échauffement que produit son passage dans l'air : c'est une transformation adiabatique (locale) de l'air (pour dire ça autrement, si je cris sur mon café je ne vais pas le réchauffer)
On a alors P*V^γ = Cste et on peut montrer que E = γ*P (en passant par le travail d'une force, blablabla)

Autre hypothèse, l'air est un gaz parfait. On a alors P*V = n*R*T (avec R la constante de gaz parfait).
La densité de l'air est ρ = m/V = n*M/V (avec n le nombre de moles dans V et M la masse molaire de l'air) ce qui donne n = ρ*V/M.
P*V = n*R*T me donne alors
P*V = (ρ*V/M)*R*T
P = (ρ/M)*R*T (je simplifie par V)
ρ = P*M/(R*T)


Et donc c = √(E/ρ) = √( γ*P / (P*M/(R*T)) ) = √(γ*R*T/M)
Ce modèle un peu simpliste nous montre que quand la température de l'air diminue, la vitesse du son diminue également.



Normalement, et surtout en journée, la température de l'air diminue quand on prend de l'altitude (il fait plus froid quand on monte). La vitesse de propagation de l'onde diminue également en montant et on a donc un rayon de courbure vers le haut.
Comme l'onde sonore fait un virage vers le haut à cause du gradient de température (je souligne pour faire sérieux), à partir d'une certaine distance on n'entend plus rien : l'onde passe au-dessus de nos têtes.

Dans le cas où il n'y a pas de gradient de température (ou négligeable), l'onde va tout droit.

Dans le cas où il y a un gradient inversé de la température entre 2 couches atmosphériques, l'onde accélère en montant, le rayon de courbure s'inverse et elle repique vers le bas.
J'ai même sorti mes doigts pour faire un dessin :
http://img571.imageshack.us/img571/5281/sansred.gif

Il est pas beau mon dessin ? Ok il est pas beau mais on comprend.
Quand le gradient de température s'inverse (i.e, il commence à faire plus chaque lorsque que l'on monte), l'onde replonge vers le bas.
Ce qui peut arriver c'est qu'une personne en A n'entende rien (l'onde passe pile au dessus de sa tête, la bougresse).
Si un type se tient en B, il peut entendre le son, mais il lui viendra comme s'il venait d'en haut (direction de la flèche, en sens inverse). Hop ça fait un mirage sonore.

[ Dernière édition du message le 25/08/2011 à 18:51:56 ]

132
:8O:

Sans dec, la physique c'est un métier pour toi ou bien ?

Sinon, bien l'explication, pis drôle avec ça.
Reste dans le coin, t'es pas loin d'être élu topic de la semaine avec ça.

Petit péteux hargneux

bit.ly/elevations2020

bit.ly/dsmelevations2020

133
x
Hors sujet :
Citation :
Sans dec, la physique c'est un métier pour toi ou bien ?

Sinon, bien l'explication, pis drôle avec ça.
Reste dans le coin, t'es pas loin d'être élu topic de la semaine avec ça.

Shhhhh... :non: tout le monde va savoir que je suis un gros nerd et je pourrais dire au revoir à ma vie sexuelle.
Merci pour le compliment en tout cas. M'enfin ça peut avoir l'air rigoureux et être complètement faux aussi. ;)
134

Pour être aussi rigoureux et complètement faux, faudrait que tu sois assez taré.

Petit péteux hargneux

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135
x
Hors sujet :
En math sup/spé, en fac de sciences... on écrit beaucoup de pages, et tout n'est pas toujours juste dedans. Malheureusement. :-D

C'est bien l'homme qui cause le dérèglement climatique - AudioFanzine sans PUBlicité

136
x
Hors sujet :
Citation :
En math sup/spé, en fac de sciences
Voire plus !

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

137
x
Hors sujet :
souligné = important
Qui te dit que je suis sain d'esprit ? Sur le net on trouve d'abord des tarés.
J'ai toujours trouvé que la physique c'est rigolo... tu vois le genre.


Ben j'ai quand même zappé 2 trucs assez importants dans la "démo" :
- le premier c'est le fait qu'un gaz qui subit une compression/détente adiabatique suit une loi de la forme P*V^γ et peut être assimilé à un "ressort" de module de Young E = γ*P.
- le deuxième c'est que l'accélération/décélération de l'onde entraîne une courbure.


Le premier point n'est sans doute pas trop dur à se représenter. Si on bouche une pompe à vélo et que l'on appuie dessus brièvement, avec une course pas trop longue, l'air agit sur le piston de façon similaire à un ressort.


Le deuxième est un peu plus abstrait. Peut-être est-ce que tu connais le phénomène de réfraction de la lumière quand un rayon change de milieu ?
Le rapport des vitesses de propagation (différentes) et de la vitesse de la lumière dans le vide donne l'indice de réfraction, et on peut calculer de combien est dévié le rayon avec la formule n1*sin(i1) = n2*sin(i2).

Quand les propriétés du matériau change graduellement (de façon "continue") suivant une direction (la hauteur, par exemple), l'indice de réfraction change lui aussi continument... et la rayon lumineux décrit une trajectoire courbe.
http://tpe-mirage-caraminot.e-monsite.com/rubrique,i-la-refraction-de-la-lumiere,1346917.html


Pour l'onde sonore il se passe la même chose.


x
Hors sujet :
Je crois que j'aurais dû tout souligner, en fait.
Citation :
on écrit beaucoup de pages
et puis des fois on écrivait rien... :-p

[ Dernière édition du message le 25/08/2011 à 23:22:22 ]

138
Citation :
Peut-être est-ce que tu connais le phénomène de réfraction de la lumière quand un rayon change de milieu ?

C'est ce qui fait que ce crayon parrait cassé :
300px-Refraction.jpg

Et est à l'origine des mirages :
280px-Roadmirage.jpg

https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9fraction
https://fr.wikipedia.org/wiki/Mirage




Sinon personne n'a fait le test comparatif sur les bulles ? :-D

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139
Bè aujourd'hui c'est samedi et moi je bulle ...
FSlb
:mdr:
L'homme n'est que poussière, ... c'est dire l'importance des plumeaux
140
Un livre qui peut intérresser certains d'entre vous :
Le son comme arme de Juliette Volcler. Un extrait
J'ai trouvé ca assez intérressant. Et j'y ai appris l'existence du fascinant canon à vortex.

Petit péteux hargneux

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