Lorsque vous entendez « réflexion », vous pensez immédiatement à la lumière. Vous vous demandez peut-être si les ondes sonores peuvent être réfléchies ? Et qu'est-ce que la réflexion du son ? Parcourez l'article en détail pour trouver ces réponses.
Le son, tout comme la lumière, est une sorte d'énergie. L'énergie est transportée sous forme d'onde. Les ondes lumineuses et les ondes sonores ont des caractéristiques communes, telles que la réflexion, la réfraction et la diffraction.
Quand les ondes sonores peuvent-elles être réfléchies ?
Le son, onde mécanique, suit les mêmes règles de réflexion que la lumière.
On parle simplement de « réflexion du son » lorsque le son rebondit sur une surface polie ou non polie. En d'autres termes, la réflexion sonore se produit lorsqu'une onde sonore traverse un milieu, puis frappe la surface d'un autre, revenant dans le sens opposé.
Lois de réflexion des ondes sonores :
- L'angle de réflexion dans le cas de la réflexion sonore sera le même que l'angle d'incidence.
????i =????r
Où, ????i = Angle d'incidence
????r = Angle de réflexion
- Le plan à partir duquel le son est réfléchi sera le même que le plan à partir duquel le son incident et normal sont produits.
De ce fait, on peut en déduire que les ondes lumineuses et sonores obéissent toutes deux aux mêmes lois de réflexion.
La différence est que pour la réflexion du son, contrairement à la lumière, il n'est pas nécessaire d'avoir une surface polie. Le son peut également être réfléchi par n'importe quelle surface rugueuse. Ainsi, il suffit que n'importe quelle surface ou obstacle soit réfléchi. De plus, la forme de la surface à partir de laquelle le son est réfléchi influence la réflexion du son.
Prenons une illustration :
Disons que vous lancez une balle contre un mur et qu'elle rebondit sur vous. Maintenant que vous éclairez le mur avec la torche, vous ressentez le phénomène de réflexion de la lumière. La même chose se produit lorsque vous parlez près d'un mur : vous entendez ce que vous venez de dire. Oui, votre supposition est correcte ; ce n'est rien de plus qu'un reflet du son.
Lorsque vous parlez, des ondes sonores sont produites et lorsque vous les entendez, des ondes sonores de fréquence audible sont réfléchies par la surface du mur. En conséquence, la réflexion sonore est chargée de vous faire entendre votre propre son.
Maintenant, considérons le réflexion des ondes sonores de différentes surfaces.
Réflexion du son sur différentes surfaces :
La réflexion sonore dépendra également du type de surface, par exemple si elle est plus rare ou plus dense. Si le son est réfléchi par un matériau plus dense, un simple changement de phase de 180 degrés se produit. Cependant, lorsqu'elle est réfléchie par un support plus rare, la compression est réfléchie comme une raréfaction, et vice versa. Entrons plus en détail.
Réflexion du son sur des surfaces dures OU des limites rigides :
En raison de la compression et de la raréfaction qui composent les ondes sonores, leurs zones alternent entre haute et basse pression. La compression et la raréfaction sont des termes utilisés pour décrire simultanément la région de haute et basse pression. Par conséquent, les ondes sonores sont une sorte de onde de pression également.
Considérez une onde sonore (onde de pression ou onde longitudinale) se déplaçant dans l'air et entrant en collision avec une surface dure telle qu'un mur. Désormais, lorsque la compression de l’onde sonore frappe une surface dure, elle tente essentiellement de pousser le mur en appliquant une force. Cependant, comme le mur est une surface dure, il pousse la compression formée dans l’air à cause du son dans la direction opposée en appliquant une force égale et opposée.
Par conséquent, la compression qui se déplaçait dans la bonne direction se déplacera désormais vers la gauche. En conséquence, le déplacement de la particule moyenne pendant l'incidence et la réflexion sera dans la direction opposée. En conséquence, si l’on considère la différence de phase entre les ondes sonores incidentes et réfléchies, cela devient ???? radian, soit 180°.
La démarche sera la même si l'on considère maintenant le cas de la raréfaction. La raréfaction causée par l'incident sera reflétée comme une raréfaction.
Le mur sert d'exemple, que nous avons déjà vu. Comme la surface du mur est dure, votre son est réfléchi lorsque vous parlez.
Réflexion des ondes sonores d'un milieu plus rare :
Pensez à une onde sonore longitudinale qui traverse un milieu plus dense ou solide et frappe l'interface ou la limite d'un milieu plus rare. Lorsque la compression de l'onde sonore incidente entre en collision avec une limite constituée d'un matériau plus rare, une force est appliquée à cette surface. Étant donné que la surface du milieu plus rare a moins de résistance et que la compression de l'onde sonore contient une haute pression, la limite du milieu plus rare sera repoussée.
Contrairement aux milieux plus denses, les particules du milieu plus rare sont libres de migrer. La raréfaction se produit donc à l'intersection des deux milieux. Par conséquent, la compression incidente revient sous forme de raréfaction après réflexion de la surface du matériau plus rare. Par conséquent, aucun changement de phase n'est remarqué lorsqu'une onde sonore provenant d'un milieu plus dense est réfléchie par un milieu plus rare.
La même chose se produira si la raréfaction se produit à la surface d'un milieu plus rare et se reflète sous forme de compression.
À titre d'illustration, imaginez que le son circule dans un tuyau rempli d'eau. Imaginez maintenant que de l'air est présent à l'extrémité ouverte du tuyau. Et nous savons déjà que l'eau est un milieu sonore plus dense que l'air. En conséquence, une pression élevée provoque un éloignement rapide des molécules d'air dans la zone environnante lorsque la compression se produit à l'interface eau-air. De ce fait, la compression sera convertie en raréfaction avant d'être réfléchie.
Réflexion des ondes sonores sur une surface courbe :
Comme nous l'avons vu, différentes surfaces reflètent le son différemment. De la même manière, la courbure de la surface affecte la réflexion du son. La courbure de la surface a la capacité de modifier l'intensité du son.
Les surfaces courbes sont classées en deux types :
- surfaces concaves et
- Surfaces convexes.
Considérons-le maintenant à fond.
Réflexion du son sur une surface concave :
Lorsque les ondes sonores frappent une surface concave, les ondes réfléchies convergent, un peu comme elles le font avec les ondes lumineuses. De plus, les ondes réfléchies avaient également un seul point de focalisation. En conséquence, l'intensité de l'onde sonore réfléchie augmente à mesure qu'elle se réfléchit sur la surface concave.
Ce phénomène est également utilisé dans le monde naturel. De la recherche scientifique récente, nous avons appris deux faits :
- Un orignal mâle peut utiliser ses bois comme un disque satellite avec lequel il peut recueillir et concentrer facilement le son.
- Selon les recherches approfondies et les longues réflexions des scientifiques, les disques faciaux des hiboux sont sphériques et peuvent être facilement déplacés pour collecter puis réfléchir le son vers leurs oreilles.
Même si cela se produit dans la nature, nous restons souvent à l'écart des surfaces concaves lorsque nous essayons de réfléchir le son. La raison en est que se concentrer sur le centre géométrique de la surface se traduira par un point chaud fort dans un espace. En conséquence, la transmission du son réfléchi à longue distance sera inhabituelle.
Si une forme concave est nécessaire, des matériaux insonorisants devront probablement être utilisés. Vous pourrez peut-être réduire les problèmes de bruit en modifiant la géométrie de votre courbe avec l'aide d'un spécialiste de l'acoustique. Le théâtre profite de ce phénomène.
En termes de maintien de l'intensité du son réfléchi, des surfaces concaves sont généralement utilisées devant les haut-parleurs dans les théâtres. Cependant, comme nous l'avons déjà dit, cela a produit un point chaud fort, c'est pourquoi un bruit ou un son anormal est réfléchi. Les murs et le plafond du théâtre sont construits avec des matériaux absorbant le bruit pour réduire ce bruit. En conséquence, les deux techniques s'améliorent mutuellement en réduisant la quantité d'erreurs qui subsistent.
Réflexion du son de la surface convexe :
Lorsque les ondes sonores sont incidentes sur la surface convexe, le son réfléchi divergera dans chaque direction possible. Comme le son diverge, évidemment, l'intensité du son diminue.
La diffusion du son depuis la surface convexe permet au mélange musical de se diffuser dans toutes les directions et d'éviter les reflets indésirables.
Diverses géométries contribuent à la diffusion du son, notamment :
- Hémisphère ou demi-cylindre
- Surface avec différents angles comme un motif en dents de scie
Autres phénomènes significatifs associés à la réflexion du son :
La réflexion du son provoque un écho et une réverbération. Cependant, il existe des différences entre les deux phénomènes. Parlons-en.
Écho:
Le terme écho fait référence à l'écoute répétée d'un son réfléchi. Un écho peut être entendu lorsqu'un son est réfléchi dans un grand espace.
Tout espace immense peut créer un écho, qu'il s'agisse d'espaces ouverts ou fermés. La distance entre la source et le corps réfléchissant doit être supérieure à 50 pieds afin d'entendre l'écho efficacement. En raison de la distance relativement longue, il y aura un délai entre les sons audibles. On peut donc entendre deux ou plusieurs sons distincts.
Imaginez que vous vous tenez dans une grande pièce vide et que vous dites à haute voix « Bonjour ». Ensuite, en raison de la réflexion du son dans une grande zone et à travers la surface dure, vous entendez le mot bonjour à plusieurs reprises comme "Bonjour",….."Bonjour",….."Bonjour". Le son sortira dans la pièce et sera réfléchi des murs vers vos oreilles. Plus le son met de temps à atteindre votre oreille, plus il devient dérangeant.
Vous l'avez peut-être fait pendant vos vacances dans une station de montagne en criant votre nom dans les collines. Vous avez peut-être remarqué que l'écho se produit également lors des conversations croisées dans les appels téléphoniques.
Réverbération:
Lorsque la distance entre la source du son et la surface réfléchissante est très petite, le son d'origine est mélangé au son réfléchi. À la suite du chevauchement de divers sons, la persistance ou le son continu est produit. C'est ce qu'on appelle la réverbération.
Vous les avez peut-être entendus si vous avez parlé dans un immense dôme, un auditorium ou une salle. En raison des diverses réflexions du son dans ces types d'endroits, les sons réfléchis se confondent souvent avec le son d'origine. Vous avez souvent besoin d'entendre l'effet de réverbération si ces réflexions se produisent dans les 50 millisecondes ou 0.05 seconde.
Applications de la réflexion du son :
La propriété du son à être réfléchi est utilisée pour nous faciliter la vie. Voici les applications de la réflexion du son :
- Stéthoscope: Le stéthoscope utilisé par les médecins fonctionne sur la théorie de la réflexion du son. Le médecin l'utilise pour écouter les battements cardiaques des patients. En raison de diverses réflexions du son se produisant à l'intérieur du stéthoscope, le rythme cardiaque du patient peut être entendu clairement par le médecin.
- Dispositif d'écoute pour malentendant: Un autre dispositif médical qui tire parti du principe de réflexion du son est l'aide auditive. Les personnes malentendantes utilisent cet appareil. Le son est réfléchi dans une région plus mince de cet appareil afin qu'il puisse être dirigé vers les oreilles avec un niveau d'intensité élevé.
- Sonar: Oui, la théorie de la réflexion sonore s'applique également au sonar. L'appareil qui utilise le signal réfléchissant pour calculer la distance et la vitesse des objets sous-marins s'appelle un sonar. Il est utilisé dans les navires pour identifier toute menace pesant sur le navire afin d'éviter des accidents tragiques comme le Titanic. La marine l'utilise également pour trouver des mines et des sous-marins.
- Table d'harmonie: Les tables d'harmonie sont simplement des surfaces courbes qui sont positionnées de manière à ce que la source du son reste nette. Ils reflètent uniformément les ondes sonores dans toute la pièce ou l'auditorium. En conséquence, l'utilisation d'une table d'harmonie améliore la qualité du son.
- Mégaphone : Les réflexions multiples sont également utilisées dans un mégaphone. Il a une forme en forme d'entonnoir. Par conséquent, lorsque le son est produit à l'intérieur de l'entonnoir du mégaphone, les ondes sont réfléchies plusieurs fois avant de se déplacer le long du chemin qui mène à l'ouverture de l'entonnoir. En conséquence, l'amplitude du son augmente à son début.
Nous espérons que cet article vous a donné toutes les informations que vous devez savoir sur la réflexion des ondes sonores de manière utile. Veuillez visiter notre site Web pour lire d'autres articles liés à la science comme celui-ci.
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Je m'appelle Alpa Rajai, j'ai terminé ma maîtrise en sciences avec spécialisation en physique. Je suis très enthousiaste à l'idée d'écrire sur ma compréhension de la science avancée. J'assure que mes mots et mes méthodes aideront les lecteurs à comprendre leurs doutes et à clarifier ce qu'ils recherchent. Outre la physique, je suis une danseuse Kathak formée et j'écris aussi parfois mes sentiments sous forme de poésie. Je continue à me mettre à jour en physique et quoi que je comprenne, je simplifie la même chose et je vais droit au but afin qu'il soit clair pour les lecteurs.
