Ondes de choc

Considérons une source sonore, par exemple un avion, se déplaçant vers un observateur stationnaire avec une vitesse v_s. Si la vitesse du son dans l’air est v, le nombre de Mach est défini comme le rapport des deux vitesses.

Si v_s est supérieur à v, le nombre de Mach devient supérieur à l’unité, et la vitesse est dite supersonique. Ensuite, selon la formule Doppler, la fréquence observée du son est négative, ce qui est pratiquement impossible.

Au lieu de cela, l’observateur ne perçoit aucun son jusqu’à ce que la source l’ait dépassé.

Les ondes sonores interfèrent de manière constructive le long d’un cône tridimensionnel. À l’intérieur du cône, ils interfèrent de manière destructrice. Ainsi, le bord du cône est un séparateur net de régions sans interférence sonore et destructrice. Le motif résultant s’appelle une onde de choc.

En appliquant des concepts géométriques, le sinus de l’angle du cône est égal à l’inverse du nombre de Mach.

L’arrivée soudaine de l’onde de choc est connue sous le nom de bang sonique. En raison de la haute pression, les bangs soniques créés par les avions en mouvement peuvent briser les fenêtres et ébranler nos nerfs.