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Le Mois de l'Expérimentarium 2009 :
Allô ? … la physique ?

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Les thèmes


Introduction
Mais pourquoi donc dit-on « Allô ? » au téléphone ?
Son, acoustique, vibrations, ondes, fréquences, etc.

Vitesse ou célérité du son
Le mécanisme par lequel les oscillations locales sont transmises de proche en proche diffère selon la nature du milieu.

Intensité sonore, échelle dB, amplitude et énergie.
Un bruit très intense (explosion, passage du « mur du son ») peut rompre un tympan et même briser une vitre, les ultrasons sont utilisés en médecine pour fragmenter les calculs rénaux : le son transporte l'énergie qui lui a été communiquée par la source.

Audition binauriculaire et localisation d'une source sonore
La plupart des mammifères utilisent les mêmes processus physiques pour localiser une source sonore dans l'espace : l'audition binauriculaire. Les différences entre les sons captés par les deux oreilles permettent en effet au cerveau de situer leur origine.

L'acoustique sous-marine
L'acoustique sous-marine est une science assez jeune. Après des développements chaotiques aux environs de la Première Guerre mondiale (naufrages du Titanic, du Lusitania,…), le physicien français Paul Langevin recommanda l'usage des ultrasons.

Wheatstone et le télégraphe
Il y a 150 ans, les nouvelles ne voyageaient pas vite : un message pouvait mettre une semaine pour atteindre Paris à partir de Londres. Lorsqu'on réalisa les propriétés des courants électriques, le développement de la signalisation électrique suivit très rapidement.

Atterrissage automatique des avions
Comment fonctionnent les systèmes d'atterrissage automatique des avions, par exemple sous visibilité nulle (ILS en anglais : Instrument Landing System) ? Un des systèmes simples et fiables utilisés actuellement est le GPS. Toutefois, la procédure classique, encore utilisée de nos jours fait appel aux figures d'interférences.

Combinaisons de vibrations
Ou la quadrature de l'harmonie …

Le couplage mécanique - électrique
Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur les haut-parleurs.

Résonance et ondes stationnaires
Les secrets des cavités résonantes.

Effet Doppler
La vitesse du son dans un fluide n'est pas la même si le fluide est lui-même en mouvement. Comme c'est aussi vrai en ce qui concerne nos fluides vitaux, il n'y a qu'un pas pour arriver aux applications médicales.

Réflexion
De la forme des théâtres antiques ou de celle donnée à certains murs en architecture pour s'entendre alors qu'on chuchote.

Téléphonie Sans Fil
Le 19 février 1880, Alexander Graham Bell (1847-1922) et Sumner Tainter, son assistant, furent les premiers à transmettre leurs voix à l'aide d'ondes électromagnétiques.

Radio
Les ondes hertziennes sont des ondes électromagnétiques de longueurs d'onde supérieure à 1mm. Or les ondes sonores qu'on souhaite transmettre (voix humaine, musique) ont des fréquences de l'ordre du kHz. Comment les transmettre par une onde hertzienne ?

Ultrasons
Les sons dont la fréquence est supérieure à 20 000 Hz (λ < 17 mm dans l'air) ne sont plus audibles par une oreille humaine. Les dauphins, baleines et chauve-souris communiquent et s'orientent par émission et réception d'ultrasons. Chiens et chats y sont également sensibles. La plupart des insectes ont un max de sensibilité vers 100 ou même 200 kHz.

Infrasons
Les sons dont la fréquence est inférieure à 15 Hz sont inaudibles … pour l'humain. Mais les éléphants les utilisent pour communiquer. Et ils sont utilisés en balistique et dans le repérage des météorites.

Le son digital et le Compact Disc
Le son en chiffre !