Le son va plus vite dans l'acier à cause de la raideur, pas de la densité

La température compte, la pression non

L'air à 0 °C porte le son à 331 m/s, à 35 °C à 352 — six pour cent d'écart sur la plage qu'une journée peut produire. La pression, elle, ne fait pratiquement rien : comprimer l'air augmente sa raideur et sa masse volumique dans la même proportion, et les deux s'annulent sous la racine. Voilà pourquoi la vitesse du son en altitude dépend du froid qu'il y fait et non de la minceur de l'air, et pourquoi le nombre de Mach d'un avion varie avec la température extérieure à vitesse air constante. Pour le tonnerre, la version pratique est plus simple : le son couvre un kilomètre en 2,9 secondes, donc compter trois secondes par kilomètre suffit pour un orage.

Ce que respirer de l'hélium change vraiment

Pas la hauteur, contrairement au malentendu courant. Les cordes vocales vibrent au même rythme dans l'hélium que dans l'air : la note fondamentale d'une voix ne change pas. Ce qui se déplace, ce sont les résonances de la gorge et de la bouche au-dessus, et celles-ci dépendent directement de la vitesse du son dans ce qui remplit la cavité. À vitesse triple, les résonances montent d'environ un facteur trois, ce qui recolore la voix en quelque chose de mince et de nasillard sans bouger la note d'un iota. Le même principe joue à l'envers avec un gaz dense, et il explique qu'un chanteur et un saxophone ne soient pas affectés pareil : l'un a une source fixe et un résonateur variable, l'autre a les deux dans le même tuyau.

Questions fréquentes

Le volume ou la hauteur changent-ils la vitesse ?

Non, et c'est heureux. Si les aigus allaient plus vite que les graves, un orchestre entendu du fond d'une salle arriverait désynchronisé, les piccolos devançant les contrebasses d'un écart croissant. L'air est très peu dispersif sur la plage audible : tout arrive ensemble et la musique survit à la distance. Le volume ne compte qu'aux extrêmes : l'onde de choc d'une explosion voyage bel et bien plus vite que le son ordinaire, raison pour laquelle le claquement sec d'une déflagration proche n'est pas simplement la version plus forte d'une lointaine.

Pourquoi le son porte-t-il si loin par nuit froide et claire ?

Pas parce que l'air froid le porterait mieux — il le porte légèrement plus lentement. Ce qui compte, c'est que par nuit calme et claire le sol se refroidit plus vite que l'air au-dessus : pour une fois, l'air se réchauffe avec l'altitude au lieu de se refroidir. Le son qui monte dans un air plus chaud, donc plus rapide, est recourbé vers le sol au lieu de s'échapper, et un auditeur lointain reçoit ce qui serait normalement passé au-dessus de sa tête. La même réfraction explique qu'on entende mal à travers un champ ensoleillé l'après-midi, quand la disposition habituelle renvoie le son vers le haut.