Le mot « son » n'est pas sans ambiguïté. D'une part, il désigne toute variation de pression se propageant dans l'air et capable d'impressionner notre oreille (c'est en ce sens que l'on parle de « vitesse du son ») et, d'autre part, parmi ces variations de pression, il désigne spécialement celles qui sont périodiques, les autres étant arbitrairement qualifiées de « bruits ». C'est cette seconde définition que retient en général le physicien.

La transmission des sons

On constate facilement qu'un corps ne peut émettre un son que s'il vibre. Ces vibrations sont des ondes mécaniques, qui affectent la matière ; elles sont transmises, par l'intermédiaire de l'air, au tympan, qui vibre à son tour et communique ses vibrations à la chaîne des osselets, puis à l'oreille interne, où aboutissent les ramifications du nerf auditif.

Le son ne se transmet pas seulement dans l'air, mais, d'une manière générale, dans tous les milieux matériels (solides, liquides ou gaz) ; les ondes qui le composent sont susceptibles de subir des réflexions (phénomène d'écho), des réfractions (transmission à travers une paroi) et des interférences. De par sa nature même, il ne se transmet pas dans le vide, qui, par définition, ne contient aucune matière. La vitesse à laquelle il se propage dépend du milieu : dans l'air à 0 °C, elle est de 331 m/s ; elle augmente, aux températures ordinaires, de 0,6 m/s environ pour une élévation de température de 1 °C. Dans les autres gaz, la vitesse de propagation du son est du même ordre de grandeur (quelques centaines de m/s). Dans les liquides, elle est toujours de l'ordre du km/s : 1 435 m/s dans l'eau à 8 °C. Dans les solides, elle est de quelques km/s (5 km/s pour l'acier).

Les caractéristiques des sons

Les sons se distinguent entre eux :

– par la hauteur, qualité qui fait distinguer un son grave d'un son aigu. La hauteur d'un son est liée à la fréquence des vibrations de la source sonore. Les sons aigus sont dus aux mouvements vibratoires de fréquence élevée, les sons graves aux mouvements de basse fréquence. Toutefois, l'oreille humaine ne peut percevoir que les sons dont les fréquences sont comprises entre 16 et 16 000 Hz environ, soit une dizaine d'octaves ;

– par l'intensité, qualité qui fait distinguer un son fort d'un son faible. L'intensité est liée à l'amplitude des vibrations sonores. Toutefois, l'oreille ne peut percevoir un son que si cette amplitude a une valeur minimale. L'intensité minimale correspondante s'appelle « seuil d'audibilité ». Si, au contraire, on fait croître progressivement l'amplitude des vibrations sonores, l'audition finit par devenir extrêmement pénible. L'intensité maximale correspondant à la limite du supportable pour l'oreille est appelée « seuil de douleur » ;

– par le timbre, qualité qui fait distinguer deux sons émis par deux instruments différents. Si le son est « musical », au sens acoustique du terme, c'est-à-dire créé par un mouvement vibratoire périodique, on montre qu'il peut être considéré comme la superposition de sons simples harmoniques dont les fréquences sont des multiples entiers de la fréquence d'un son de base appelé « fondamental ». Le timbre d'un son dépend des intensités relatives des différents sons simples harmoniques qui le composent. → acoustique