Les erreurs de perception et leurs conséquences au quotidien

Lorsque l’on se promène en montagne et que l’on crie, on se retrouve souvent face à l’écho. Celui-ci est un phénomène physique qui retransmet les sons émis. Mais comment fait-il pour les répéter, et à partir de quand l'entend-on ?

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Dans un premier temps, il faut connaître certaines propriétés du son. D’une part, il s’agit d’une onde qui se propage dans toutes les directions à une vitesse d’environ 340m.s -1 dans l’air. D’autre part, le son est « réfléchi » par les matériaux non poreux, comme la pierre, le métal, le béton, etc... Ainsi, les murs d’une pièce, ou encore les parois d’une montagne peuvent renvoyer le son. On peut calculer le temps que met le son pour partir de l’émetteur et pour en revenir grâce à la réflexion à partir de la formule                 avec t le temps en seconde, d la distance en mètre et v la vitesse en m.s-1.

Nous allons à présent voir que l’oreille humaine ne distingue pas forcément le son initial du son renvoyé. Par exemple, imaginez que vous vous trouvez au centre d’une pièce carrée de 4 mètres de côté. Lorsque vous parlez, le son produit va parcourir deux mètres puis être réfléchi et vous revenir.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Il va donc parcourir 4 mètres au total avant de revenir à vos oreilles en un temps d’environ 0.01 secondes d'après la formule :

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soit un temps beaucoup trop court pour que le cerveau puisse discerner le son émis du son renvoyé. En effet, pour que nous les distinguions, il faut que le temps entre ces deux sons soit supérieur à un dixième de seconde. Ainsi, dans une grande salle haute de plafond, comme dans un gymnase, on peut entendre une résonance, le son réfléchi mettant plus de temps à revenir à nous. Ce phénomène est encore plus remarquable en montagne, où la distance est importante, et où les deux sons sont plus dissociés.

 

Nous allons calculer la distance minimale pour laquelle nous discernons les deux sons. Pour cela, effectuons l’équation suivante :

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Un écho peut ainsi naître à partir de 17 mètres de distance entre l’émetteur et le matériau réfléchissant. C’est donc aussi à cette distance que nous sommes trompés, puisqu’en réalité, un seul son a été émis, et pourtant nous en entendons deux.

 

En outre, ce phénomène physique est très utile en médecine. En effet, l’échographie, comme son nom l’indique, étudie la réflexion de l’écho dans le corps humain. Cela permet aux médecins d’en déduire la composition du corps humain, à partir des matériaux rencontrés dans celui-ci par l'onde.

Ensuite, ce phénomène est utilisé dans l’étude des océans, avec le sonar. Il s’agit d’un outil permettant de détecter et situer des objets dans l’eau, ou mesurer la profondeur de l’océan. Le principe du sonar est d’envoyer un son dans la mer, puis mesurer le temps qu’il met à revenir, en sachant que dans l’eau, le son se propage a une vitesse pour 1500 m.s-1. Il suffit ensuite de calculer la distance avec le temps mesuré d’après le rapport :              avec t le temps en seconde, d la distance en mètre et v la vitesse en m.s-1, afin de déduire la position de l’objet qui a intercepté puis réfléchi le son.