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Emission et perception d'un son

Le signal sonore

Emission et propagation

Propriété

Tout objet mis en vibration émet un signal sonore. Afin que ce signal soit plus audible, il doit être amplifié par une caisse de résonance.

Exemple

  • nos cordes vocales vibrent, la caisse de résonance de la gorge amplifie le son

  • les cordes d’un instrument à cordes (guitare, violon, contrebasse, piano, ...) vibrent, le corps de l’instrument amplifie le son

lumix

Les vibrations ainsi produites sont transmises au milieu ambiant (l’air en général). Les molécules du milieu vibrent et transmettent le signal de proche en proche aux molécules voisines.

Comme vu au collège, le son est une onde mécanique et a besoin d’un milieu matériel pour se propager.

Définition

Un signal sonore a besoin d’un milieu matériel pour se propager ; il ne se propage pas dans le vide.

Le milieu matériel transmet une vibration qui se propage de proche en proche.

Ce milieu peut être dans n’importe quel état (gazeux, solide, liquide).

Définition

La vitesse de propagation d’un signal sonore dépend du milieu de propagation.

La valeur de la vitesse du son dans l’air est de l’ordre de 345m.s1345 m.s^{-1}.

Propriété

Typiquement, plus le milieu est dense, plus la vitesse de propagation est élevée.

Milieu

Vitesse du son (m.s1m.s^{-1})

Air

345

Liquide

1500

Acier solide

5000

Caractéristiques

Définition

Un signal périodique dans le temps est un signal qui se reproduit identique à lui-même à intervalle de temps égaux.

Définition

La période TT d’un signal est la plus petite durée au bout de laquelle le signal se reproduit identique à lui-même.

L’unité de la période est la seconde (ss).

Définition

La fréquence ff est le nombre de répétition du signal en une seconde. C’est donc le nombre de périodes en une seconde.

L’unité de la fréquence est le Hertz (HzHz, 1Hz=1s11Hz=1s^{-1}).

Définition

La fréquence d’un signal est l’inverse de la période :

f=1Tf=\frac{1}{T}
Relation entre la fréquence et la période
lumix

Il est possible de représenter un signal sonore grâce à un microphone relié à un enregistreur.

On aura ainsi la représentation temporelle du signal électrique correspondant soit U=f(t).U=f(t).

On peut ainsi retrouver la période sur ce signal et en déduire la fréquence.

Exemple de signal périodique

Exemple de signal périodique

Perception d'un son

Domaines de fréquence, hauteur et timbre

Propriété

L’oreille humaine ne peut entendre qu’une certaine gamme de fréquence.

Typiquement, l’humain n’entend que les sons de fréquences comprises entre 20 et 20 000 Hz (20 kHz).

Sons audibles

Propriété

Ce qu’on appelle hauteur d’un son correspond à sa fréquence.

Plus la fréquence est élevée, plus le son est aigu, plus sa hauteur est grande.

Plus la fréquence est basse, plus le son est grave, plus sa hauteur est petite.

Définition

Le timbre d’un son est propre à l’instrument. On remarque que pour deux notes identiques (deux mêmes fréquences), la forme du signal sonore varie : c’est le timbre du son.

Ces deux sons ont la même fréquence mais des timbres différents

Ces deux sons ont la même fréquence mais des timbres différents

Intensité, niveau d’intensité et exposition sonores

Définition

Plus l’amplitude d’un signal sonore est élevée, plus l’intensité sonore (notée II) est grande.

L’intensité sonore a pour unité le watt par mètre carré (W.m2W.m^{-2}).

Définition

Une autre grandeur existe pour l’intensité sonore, plus liée à la sensibilité de l’oreille humaine, c’est le niveau d’intensité sonore noté LL qui s’exprime en décibel (dBdB).

Le niveau d’intensité sonore se mesure à l’aide d’un sonomète.

Propriété

L’intensité sonore et le niveau d’intensité sonore sont deux grandeurs liées qui varient dans le même sens.

Exemple

Quelques exemples de niveaux d'intensité sonore

Quelques exemples de niveaux d'intensité sonore

lumix

L’exposition sonore rend compte des risques d’atteinte à l’audition.

L’exposition sonore donc compte du niveau d’intensité sonore et de la durée d’exposition.

Une exposition trop élevée peut avoir des conséquences irréversibles sur l’audition allant jusqu’à la surdité totale en passant par la surdité partielle.

Tableau de corrélation entre niveau d'intensité sonore et durée limite d'exposition (sans protection) avant dommages

Tableau de corrélation entre niveau d'intensité sonore et durée limite d'exposition (sans protection) avant dommages

Commentaires

SOPO02

0
il y a 5 ans
imple et efficace
Répondre

SOPO02

0
il y a 5 ans
Ecris un commentaire..
Répondre

SOPO02

0
il y a 5 ans
Ecris un commentaire..
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adil79

0
il y a 5 ans
Ecris un commentaire..
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Camille

0
il y a 5 ans
Vraiment top a coté des cours de ma prof !!!!!!!! MERCIIIII Mathrix
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Caroline

0
il y a 4 ans
Je n'arrive pas à voir les photos comment faire? 
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eloise

0
il y a 4 ans
c'est troooop biiien !!!
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gilbert

0
il y a 4 ans
incroyable 
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micahvw

0
il y a 3 ans
J'aime trop ce cours, vous pouvez faire une vidéo " Emission et perception d'un son" svp? Le cours serait encore meilleur!
Répondre

micahvw

0
il y a 3 ans
J'aime trop ce cours, vous pouvez faire une vidéo " Emission et perception d'un son" svp? Le cours serait encore meilleur!
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