A. Des généralités sur le son

1. L'onde sonore

     Avant tout, il est nécessaire de savoir ce qu’est le son. Physiquement, il correspond à notre perception de la fluctuation de la pression de notre milieu environnant ou bien, de manière équivalente, le déplacement local des particules du milieu. Afin de visualiser cette variation de pression, nous représentons l’évolution de la pression à un endroit donnée. Ainsi, elle ne dépend que du temps. Le graphique obtenu s’appelle un oscillogramme .

     Le son peut donc être mathématisé par une fonction qui décrit la pression du milieu en fonction de la position et du temps. Mais cette fonction n’est pas quelconque, et, d’après les lois de la physique, nous pouvons montrer qu'elle vérifie une équation appelée équation d’onde, où l’inconnue $f$ est appelée fonction d’onde. Cette fonction dépend de $c$ (une grandeur scalaire appelée célérité), qui elle dépend du milieu. L’onde se propage donc à une vitesse finie, correspondant à la célérité, par exemple de valeur d’environ $340 m s^{-1}$ dans l’air à des conditions atmosphériques normales. De plus, notre fonction d’onde peut produire des phénomènes tels que la réflexion, la réfraction (lorsque $c$ varie) ou la diffraction (lorsqu’elle rencontre un obstacle) qui sont caractéristiques des ondes. Ainsi, si nous connaissons les conditions initiales de notre fonction d’onde et la célérité du milieu considéré, nous pouvons calculer la fonction et décrire exhaustivement le son perçu.