Propriétés des ondes sonores

Le son, c'est de l'énergie qui voyage ! Les ondes sonores sont des ondes mécaniques qui transportent de l'énergie sans déplacer de matière.

L'intensité sonore I mesure la puissance par unité de surface : I = P/S. Plus pratique pour vos oreilles, le niveau d'intensité sonore L s'exprime en décibels avec la formule L = 10 × log$I/I₀$. Le seuil d'audibilité I₀ vaut 1,0 × 10⁻¹² W/m².

Contrairement aux intensités qui s'additionnent $I₁₊₂ = I₁ + I₂$, les niveaux sonores ne s'additionnent pas directement. L'atténuation A = L_initial - L_final explique pourquoi la musique de votre voisin s'affaiblit avec la distance !

Astuce : Retiens que chaque fois que tu doubles la distance, l'intensité est divisée par 4 à cause de la géométrie sphérique !

Phénomènes ondulatoires : diffraction et interférences

Quand une onde rencontre un obstacle, elle ne s'arrête pas net - elle diffracte ! La diffraction modifie la direction de propagation de l'onde. Plus l'ouverture est petite par rapport à la longueur d'onde, plus l'effet est marqué.

Pour la diffraction par une fente, la largeur de la tache centrale vaut L = (2λD)/a, où λ est la longueur d'onde, D la distance à l'écran et a la largeur de la fente.

Les interférences se produisent quand deux ondes se rencontrent. Si la différence de marche δ = k×λ, les ondes sont en phase (interférence constructive). Si δ = $k+1/2$×λ, elles sont en opposition (interférence destructive). Pour les fentes de Young, l'interfrange i = λD/b donne l'espacement entre les franges.

L'effet Doppler explique pourquoi une ambulance change de tonalité : quand émetteur et récepteur se rapprochent, la fréquence perçue augmente !

Point clé : Les interférences ne dépendent que de la différence de marche entre les ondes - c'est ce qui crée les zones claires et sombres !