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Physique

Mécanique et Propagation des Ondes

Son

Physique/Chimie68Mis à jour 26 sept. 20262 pages

Fiche de révision Physique‑Chimie 3e : Le son et la lumière

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Quand vous regardez un feu d'artifice, pourquoi voyez-vous l'explosion avant d'entendre son bruit ? Ce mystère repose sur la différence fondamentale de propagation entre le son et la lumière. Ce document explore comment ces deux phénomènes physiques voyagent, se mesurent et nous permettent de calculer des distances dans l'Univers. À la fin, vous saurez enfin distinguer leurs comportements et manipuler la formule de l'écho.
Physique chimie , le son et la lumière – page 1

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La nature et la propagation du son

Le voyage du son

Le son est une vibration mécanique.

  • Milieu matériel : le son a besoin de matière (solide, liquide, gaz) pour voyager.
  • Le vide : le son ne s'y propage pas du tout.
  • Vitesse dans l'air : elle est d'environ 340 m/s340\text{ m/s}.

Fréquence et audibilité

La fréquence (en Hertz, Hz\text{Hz}) détermine la hauteur d'un son.

  • Sons audibles : l'humain entend uniquement entre 20 Hz20\text{ Hz} et 20 000 Hz20\text{ 000 Hz}.
  • Infrasons : sons très graves, sous les 20 Hz20\text{ Hz}.
  • Ultrasons : sons très aigus, au-dessus de 20 000 Hz20\text{ 000 Hz}.

💡 Astuce : Retiens que contrairement à la lumière, le son est totalement muet dans l'espace vide.

Physique chimie , le son et la lumière – page 2

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La lumière et le calcul de distance

Sources et vitesse de la lumière

La lumière se propage dans le vide et l'air à 300 000 km/s300\text{ }000\text{ km/s}.

  • Source primaire : produit sa propre lumière (comme le Soleil ou une lampe).
  • Objet diffusant : renvoie la lumière reçue (comme une trousse ou la Lune).
  • Année-lumière : distance parcourue par la lumière en un an.

Mesurer une distance par réflexion

On utilise l'écho d'un signal (son ou lumière) pour calculer une distance dd.

  • Formule d'aller-retour : d=v×Δt2d = \frac{v \times \Delta t}{2}
  • Exemple : Un signal sonar revient après Δt=4 s\Delta t = 4\text{ s} dans l'eau (v=1500 m/sv = 1500\text{ m/s}). d=1500×42=3000 md = \frac{1500 \times 4}{2} = 3000\text{ m}.

💡 Astuce : N'oublie pas de diviser par 2 dans la formule, car le signal fait un aller-retour.

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