Les ondes sonores : émission et propagation d'un signal sonore
Un signal sonore est produit par la vibration d'un objet. Une caisse de résonance permet d'amplifier le son.
Propagation du son
- Un émetteur sonore (objet qui vibre)
- Zone de compression
- La vibration se propage dans les milieux matériels (liquide, solide, gaz)
- Le son ne se propage pas dans le vide.
- La vitesse de propagation de l'air à 20° en moyenne est de 340ms.
Caractéristiques d'un signal sonore périodique
- Enregistrement d'un signal périodique : représentation temporelle du signal électrique obtenu avec un microphone (tension électrique U en volt V en fonction du temps +).
- Signal périodique : signal qui se reproduit à l'identique à intervalles de temps réguliers.
- Période T d'un signal périodique : plus petite durée au bout de laquelle le signal se reproduit à l'identique (correspond à la durée du motif élémentaire sur l'enregistrement).
- Fréquence f d'un signal périodique : nombre de périodes par unité de temps. f=1 / T en infrasons.
Perception d'un son
- L'oreille humaine ne peut entendre que les sons dont les fréquences sont comprises entre 20 Hz et 20 000 Hz (20 KHz).
- La hauteur d'un son est liée à sa fréquence : Hertz Hz Seconde s sons audibles + 20 Hz.
- Le timbre d'un son est lié à la forme du signal. Plus un son est aigu, plus sa fréquence est haute. Plus un son est grave, plus sa fréquence est basse. Ultrasons + 20 000 Hz.
- L'intensité sonore est liée à l'amplitude du signal. Plus l'amplitude du signal est grande, plus l'intensité sonore I est élevée : fi amplitude temps -temps temps.
- L'exposition sonore dépend du niveau d'intensité sonore L (en dB) et de la durée d'exposition. I se mesure en Watt par mètre carré W·m-¹. Plus le niveau d'intensité sonore L est élevé, plus le son est fort. L se mesure en décibel (dB) avec un sonomètre.
- Même note, même période, même fréquence, jouée par différents instruments.
Tableau des niveaux d'intensité sonore
Niveau d'intensité sonore L (dB) | Intensité sonore I (W·m-¹) |
---|---|
113 | 10 |
130 | 10.4 |
120 | 10 |
110 | 10 |
100 | 10 |
80 | 10^-5 |
70 | 10^-6 |
60 | 10^-8 |
50 | 10^-9 |
40 | 10^-10 |
30 | 10^-11 |
20 | 10^-12 |
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