Analyse spectrale des sons

L'analyse spectrale est une méthode puissante pour caractériser les sons, qu'ils soient purs ou composés. Elle permet de visualiser les fréquences présentes dans un son et leur amplitude respective.

Définition: Le spectre d'un son pur ne comporte qu'un seul pic, correspondant à sa fréquence unique.

Définition: Le spectre d'un son composé présente plusieurs pics, chacun correspondant à une fréquence présente dans le son.

Dans le cas d'un son composé, on distingue :

• La fréquence fondamentale (f₀) : c'est la fréquence la plus basse du spectre.
• Les harmoniques : ce sont les fréquences multiples de la fondamentale (2f₀, 3f₀, 4f₀, 5f₀, etc.).

Exemple: Pour une guitare, le son produit est un son composé. Son spectre montrerait plusieurs pics correspondant à la fondamentale et aux harmoniques.

Highlight: La fréquence fondamentale détermine la hauteur perçue de la note, tandis que les harmoniques contribuent au timbre caractéristique de l'instrument.

L'amplitude du signal est liée au volume sonore. Plus l'amplitude est grande, plus le son est fort.

Exemple: Comparons deux sons de fréquences différentes :

• f₁ = 1/T₁
• f₂ = 1/T₂ Si T₂ > T₁, alors f₂ < f₁

Cette relation illustre comment la période et la fréquence sont inversement proportionnelles, un concept clé pour comprendre la physique du son.

Highlight: Les 4 caractéristiques principales du son sont : la hauteur (liée à la fréquence), l'intensité (liée à l'amplitude), le timbre (lié au spectre) et la durée.

Ces concepts sont essentiels pour résoudre des exercices sur le son en Physique seconde et sont approfondis dans le cours de Physique sur le son en Terminale.

Le son : un phénomène vibratoire

Le son est un phénomène vibratoire qui peut être classé en deux catégories principales : le son pur et le son composé. Cette distinction est fondamentale pour comprendre les caractéristiques du son en physique-chimie.

Définition: Un son pur est représenté par un signal électrique sinusoïdal périodique.

Définition: Un son composé est représenté par un signal électrique non sinusoïdal mais périodique.

La représentation graphique de ces signaux montre l'amplitude en fonction du temps. Pour analyser ces signaux, on utilise plusieurs paramètres clés :

Vocabulaire:

• La période (T) est mesurée en secondes (s)
• La fréquence (f) est mesurée en hertz (Hz)

Formule son Physique seconde: La fréquence est l'inverse de la période : f = 1/T

Ces concepts sont essentiels pour comprendre la propagation du son et sont fréquemment utilisés dans les exercices sur le son en Physique seconde.

Highlight: La fréquence d'un son indique s'il est aigu (fréquence élevée) ou grave (fréquence basse).

Exemple: Un son aigu a une fréquence élevée, tandis qu'un son grave a une fréquence basse. Cette relation entre fréquence et hauteur du son est fondamentale en acoustique.