Questions aux experts
Energie, lumière, son
Pourquoi le son traverse-t-il les murs, et pas la lumière ?
Pourquoi le son traverse-t-il les murs, et pas la lumière ?
Je suis dans un aéroport, je regarde la piste à travers les grandes vitres. Je vois un avion qui décolle, et je n'entends rien. Pourquoi la lumière traverse-t-elle le mur (de verre) et pas le son ?
Lumière et sons sont deux ondes de nature complètement différente, qui n'ont AUCUNE raison de se comporter de la même façon en présence de la matière. Certaines matières sont transparentes à la lumière mais laissent très mal passer le son, c'est le cas des vitres de l'aéroport, d'autres sont presque transparentes au son et opaques à la lumière, une feuille de papier par exemple. Un mur bien fait devrait être opaque à la lumière (c'est assez facile) et également opaque au son (c'est beaucoup plus cher). En gros, plus le mur est épais, moins le son le traverse, mais il existe des astuces pour le rendre opaque au son à moindre frais, par exemple en empilant des couches de nature différente séparées par des couches d'air (doubles parois) ou par des couches de matériaux très divisés, comme la laine de verre.
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Le son est une vibration de l'air, c'est-à-dire que l'air se déplace très légèrement
et très rapidement d'avant en arrière (et l'inverse) au moment où l'onde sonore passe. On peut dire aussi que la pression de l'air varie rapidement et légèrement sur le passage du son. Quand le son arrive sur le mur, ces variations de pression le font légèrement bouger, et comme le mur est rigide les mouvements du côté qui reçoit le son se transmettent de l'autre côté, plus ou moins amortis en fonction de la composition du mur. C'est donc l'autre côté du mur qui va "retransmettre" le son, exactement comme la membrane d'un haut-parleur. Le son est une onde mécanique, c'est-à-dire qu'il a besoin de matière pour se transmettre. Ainsi, on peut faire une expérience assez spectaculaire en mettant une sonnerie de téléphone en fonctionnement sous une cloche en verre : si on fait le vide sous la cloche, on n'entend plus aucun bruit...
La lumière, en revanche, n'est pas une onde mécanique mais une onde électromagnétique, qui peut se propager dans le vide (heureusement pour nous, sinon nous ne verrions pas le soleil et, en fait, n'existerions même pas !). Le fait qu'elle traverse la matière ou non dépend, pour les corps simples, des propriétés électriques de ceux-ci. Mais en pratique, les matériaux de tous les jours (tels ceux constituant le mur) sont extrêmement compliqués à l'échelle microscopique, et par exemple une peinture blanche, qui arrête la lumière, peut très bien être faite avec des constituants qui, sils sont purs, sont transparents... De même que la neige, qui n'est pas transparente, est faite uniquement de glace et d'air qui, eux, le sont!
Toutefois, si on appelle par généralisation "lumière" toute onde électromagnétique, alors les ondes radio sont aussi de la lumière, même si nous ne la voyons pas, et elles traversent les murs... parce qu'elles ont une longueur d'onde beaucoup plus grande, qui leur fait paraître les murs homogènes et transparents.