Fiche de révision : Émission et perception du son

📋 Plan du Cours

1. Émission et propagation sonore
2. Période et fréquence du signal
3. Hauteur et domaine des fréquences
4. Timbre et intensité sonore
5. Niveau sonore et risques auditifs

📖 1. Émission et propagation sonore

★ À maîtriser

• Un son est créé par la vibration d’un objet et se propage dans un milieu matériel, mais pas dans le vide.

• La vitesse du son augmente avec la densité du milieu : le son se propage plus vite dans un métal que dans l’eau, et plus vite dans l’eau que dans l’air.

Compléments

• Une caisse de résonance peut amplifier un son.

• La vitesse du son dans l’air est de 340 m/s.

• La vitesse du son dans l’eau est de 1500 m/s.

• La vitesse du son dans l’acier est de 5800 m/s.

💡 Astuce mémo

Milieu plus dense → propagation plus rapide

📖 2. Période et fréquence du signal

🔑 Notions clés & Définitions

• Signal périodique : Lorsqu’un motif élémentaire se répète à l’identique.
• Période : Durée du motif élémentaire d’un signal périodique, notée T et exprimée en secondes (s).
• Fréquence : Nombre de répétitions du motif par seconde, notée f et exprimée en hertz (Hz).

📝 Points essentiels

📐 Formule - La fréquence et la période sont liées par $f=\frac{1}{T}$.

📖 3. Hauteur et domaine des fréquences

🔑 Notions clés & Définitions

• Hauteur d’un son : Correspond à sa fréquence, exprimée en hertz (Hz).

★ À maîtriser

📌 Un son aigu possède une fréquence élevée, tandis qu’un son grave possède une fréquence basse.

• Les sons se classent selon leur fréquence :
  • Infrasons : fréquence inférieure à 20 Hz
  • Sons audibles : fréquence comprise entre 20 Hz et 20 000 Hz
  • Ultrasons : fréquence supérieure à 20 000 Hz

Compléments

• Les ondes sismiques et les éléphants sont des exemples associés aux infrasons ; la voix humaine et la musique aux sons audibles ; le sonar et l’échographie aux ultrasons.

📖 4. Timbre et intensité sonore

🔑 Notions clés & Définitions

• Timbre d’un son : Sonorité qui dépend de la forme de la représentation temporelle du signal.
• Intensité sonore : Puissance du son reçue par unité de surface, exprimée en watts par mètre carré (W/m²).

📝 Points essentiels

• Le timbre permet de distinguer deux sons de même hauteur et de même niveau sonore joués par deux instruments différents.

• Un microphone transforme le signal reçu en une tension exprimée en volts (V), dont l’amplitude augmente avec l’intensité sonore.

📖 5. Niveau sonore et risques auditifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Niveau sonore : Se mesure en décibels (dB) à l’aide d’un sonomètre.

★ À maîtriser

📌 Le niveau sonore et l’intensité sonore sont liés, mais ne sont pas proportionnels.

• Lorsque l’intensité sonore double, le niveau sonore augmente de 3 dB.

Compléments

• Une rue bruyante atteint 85 dB et présente un risque de fatigue auditive en cas d’exposition prolongée.

• Une discothèque peut atteindre 100 dB, avec un risque de lésions auditives après 2 h d’exposition.

• Un concert devant les enceintes peut atteindre 120 dB et provoquer une douleur immédiate ainsi que des lésions irréversibles.

📌 Pour protéger l’audition, il est recommandé de limiter l’exposition aux sons supérieurs à 85 dB et d’utiliser des bouchons d’oreille en cas de forte intensité sonore.

📊 Tableaux de synthèse

Classification des sons par fréquence