Si vous avez déjà regardé des éclairs dans le ciel nocturne et que vous avez compté combien de secondes il a fallu pour que le tonnerre atteigne vos oreilles, vous savez déjà que la lumière voyage beaucoup plus rapidement que du son. Cela ne veut pas dire que le son voyage lentement non plus; à température ambiante, une onde sonore se déplace à plus de 300 mètres par seconde (plus de 1000 pieds par seconde). La vitesse du son dans l'air varie en fonction de plusieurs facteurs, y compris l'humidité.

Sound Waves

Imaginez une molécule d'air se déplaçant dans l'espace et s'écraser sur un voisin pour qu'ils se rebondissent comme un paire de balles en caoutchouc. La deuxième molécule se précipite maintenant jusqu'à ce qu'elle entre en collision avec une autre et ainsi de suite. Chacune de ces collisions transfère de l'énergie de la première molécule à la seconde. C'est ainsi que les ondes sonores voyagent: les molécules d'air sont entraînées par une perturbation comme la vibration des cordes vocales dans votre gorge, et les collisions transfèrent cette énergie du premier ensemble de molécules d'air à leurs voisins et ainsi de suite. En fin de compte, l'onde transfère l'énergie mais pas la matière, ce qui signifie que c'est la perturbation qui voyage plutôt que les molécules d'air elles-mêmes.

Speed ​​

Quand vous parlez de la vitesse du son, parler du temps qu'il faut pour que l'onde sonore ou la perturbation passe de l'endroit où elle a commencé à votre oreille. La vitesse d'une onde sonore est déterminée par le milieu ou la matière traversée par l'onde; la même vague ira plus vite dans l'hélium que dans l'air, par exemple. Chaque matériau a deux propriétés qui déterminent la rapidité avec laquelle il transmet le son: sa densité et sa rigidité ou son module d'élasticité.

Air

La "rigidité" de l'air ou son module d'élasticité ne change pas avec l'humidité . La densité, cependant, fait. Lorsque l'humidité augmente, le pourcentage de molécules d'air qui sont des molécules d'eau augmente également. Les molécules d'eau sont beaucoup moins massives que les molécules d'oxygène, d'azote ou de dioxyde de carbone, et donc plus la fraction d'air constituée de vapeur d'eau est importante, plus la masse volumique est faible et moins l'air devient dense. Une densité plus faible se traduit par un déplacement plus rapide de l'onde sonore, de sorte que les ondes sonores se déplacent plus vite à une humidité élevée. L'augmentation de la vitesse, cependant, est très faible, donc pour la plupart des objectifs quotidiens, vous pouvez l'ignorer. Dans l'air ambiant à température ambiante, par exemple, le son se déplace environ 0,35% plus vite dans 100% d'humidité (air très humide) que dans 0% d'humidité (air complètement sec).

Autres facteurs

L'effet de l'humidité sur la vitesse du son est légèrement plus important à des pressions d'air plus faibles, comme celles que vous ressentez en haute altitude. A environ 6.000 mètres (20.000 pieds) au-dessus du niveau de la mer, par exemple, la différence entre la vitesse du son dans l'air sec à température ambiante à 0% d'humidité et le même air à 100% d'humidité est d'environ 0,7%. L'augmentation de la température amplifie également l'effet de l'humidité sur la vitesse du son dans l'air, encore que l'augmentation soit relativement modeste.