Absorption atmosphérique
Viscosité de l’air, conduction thermique et relaxation moléculaire.
L'absorption atmosphérique du son est la dissipation de l'énergie sonore lors de sa propagation dans l'air. Ce phénomène est principalement dû à trois mécanismes : la viscosité de l'air, la conduction thermique et la relaxation moléculaire.
L'absorption atmosphérique est influencée par plusieurs facteurs, notamment l'humidité de l'air (hygrométrie) et la fréquence de l'onde sonore. Une humidité plus élevée et des fréquences plus hautes augmentent l'absorption.
Le niveau de pression est donné par la relation :
\[ L_{p_d} = L_W - 10\log(4\pi r^2) - \frac{\alpha r}{1000} \]$L_{p_d}$ le niveau de pression en champ direct (en $\text{dB}$),
$L_W$ le niveau de puissance de la source (en $\text{dB}$),
$\alpha$ le coefficient d’absorption atmosphérique (en $\text{dB/km}$).
Viscosité de l'air
La viscosité de l'air, c'est-à-dire sa résistance à l'écoulement, entraîne une dissipation d'énergie par frottement interne entre les molécules d'air lors de la propagation de l'onde sonore.
La conduction thermique
Les différences de température induites par la compression et la dilatation de l'air lors du passage de l'onde sonore provoquent des échanges thermiques entre les zones chaudes et froides, ce qui conduit à une dissipation d'énergie sous forme de chaleur.
La relaxation moléculaire
Les molécules d'air excitées par l'onde sonore retournent à leur état d'équilibre par des processus de relaxation (vibrationnelle et rotationnelle), transformant ainsi l'énergie sonore en chaleur.