Atténuation géométrique et par absorption d'une onde
Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère
À retenir
• Atténuation géométrique : la puissance de la source se répartit sur une surface de plus en plus grande ; pour une source ponctuelle qui émet dans toutes les directions, I = P/4 r^2. • Si la distance r double, l'intensité I est divisée par 4. • Atténuation par absorption : une partie de l'énergie de l'onde est transformée en énergie thermique dans le milieu ; dans l'air, les sons aigus sont plus absorbés que les graves.
Le cours
Atténuation géométrique et par absorption d'une onde • Atténuation géométrique : la puissance de la source se répartit sur une surface de plus en plus grande ; pour une source ponctuelle qui émet dans toutes les directions, I = P/4 r^2. • Si la distance r double, l'intensité I est divisée par 4. • Atténuation par absorption : une partie de l'énergie de l'onde est transformée en énergie thermique dans le milieu ; dans l'air, les sons aigus sont plus absorbés que les graves. Atténuation géométrique • Une source ponctuelle émet une puissance P (en W) qui se répartit sur des sphères de plus en plus grandes. L'intensité sonore I (en W/m^2) est la puissance reçue par unité de surface : I = P/4 r^2. • Cette décroissance ne fait disparaître aucune énergie : la même énergie est simplement étalée sur une plus grande surface. • Une onde guidée (le long d'un tuyau, d'un câble ou d'une fibre) ne s'étale pas : elle échappe à l'atténuation géométrique. Atténuation par absorption • Le milieu transforme une partie de l'énergie de l'onde en énergie thermique. Plus la distance parcourue est grande, plus la perte est importante. • Dans l'air, les hautes fréquences sont davantage absorbées : un orage lointain ne fait entendre qu'un roulement grave. • Les matériaux absorbants (mousses, laine minérale) servent à l'isolation phonique. • Remarque : cette notion est un approfondissement, elle est étudiée en Terminale. Astuce et méthode clé Raisonne en rapports : avec I proportionnelle à 1/r^2, multiplier la distance par k divise l'intensité par k^2 (par 4 pour k = 2, par 100 pour k = 10). Piège classique à éviter Croire que l'intensité est inversement proportionnelle à la distance : à une distance 2 fois plus grande, I est divisée par 4, pas par 2. Et une onde guidée (tuyau, fibre) n'a pas d'atténuation géométrique, mais elle subit l'absorption.
Dans ce chapitre
- Signaux et vibrations sonores périodiques de Seconde
- Fréquence et hauteur d'un son de Seconde
- Période temporelle et mesure à l'oscilloscope de Seconde
- Définition d'une onde mécanique progressive
- Ondes longitudinales et ondes transversales
- Célérité d'une onde mécanique
- Retard temporel tau d'une onde mécanique
- Ondes mécaniques périodiques et sinusoïdales
- Longueur d'onde : définition et relation fondamentale
- Points vibrant en phase et en opposition de phase
- Milieux dispersifs et non dispersifs
- Atténuation géométrique et par absorption d'une onde
- Niveau d'intensité sonore et échelle en décibels
- Bilan : Synthèse et méthode sur Ondes mécaniques progressives et périodiques