Fiche de révision : Émission et perception du son

📋 Plan du Cours

1. Émission et propagation du son
2. Période et fréquence sonore
3. Timbre et forme du motif
4. Domaine des fréquences audibles
5. Niveau sonore et protection de l’oreille

📖 1. Émission et propagation du son

🔑 Notions clés & Définitions

• Propagation du son : La propagation du son est la transmission de vibrations de proche en proche dans un milieu matériel élastique ; le son ne se propage pas dans le vide.

★ À maîtriser

• Un son est créé par une vibration, par exemple celle d’une corde, d’une colonne d’air, d’une membrane ou des ailes d’un moustique.

• Dans l’air, le son se propage à 340 m/s, tandis que dans l’eau il se propage à 1 500 m/s.

Compléments

📐 Formule - La durée d’un trajet sonore vérifie $\Delta t = \frac{d}{v}$, où $d$ est la distance parcourue et $v$ la vitesse du son.

• Pour un son qui parcourt l’aller-retour entre un musicien et un mur situé à 80 m, la distance totale est de 160 m et la durée, à 340 m/s, est de 0,47 s.

💡 Astuce mémo

Une vibration dans un milieu matériel élastique → un son qui se propage.

📖 2. Période et fréquence sonore

🔑 Notions clés & Définitions

• Son périodique : Un son périodique présente un même motif qui se répète.
• Période : La période est la durée d’un motif qui se répète ; elle est généralement notée $T$.
• Fréquence : Nombre de répétitions du motif d’un son périodique par seconde, exprimé en hertz (Hz).

★ À maîtriser

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

📌 Un son de fréquence élevée est aigu, tandis qu’un son de fréquence basse est grave.

Compléments

• Pour une période d’environ 1,7 × 10⁻³ s, la fréquence du battement d’ailes d’une mouche est d’environ 588 Hz.

📖 3. Timbre et forme du motif

🔑 Notions clés & Définitions

• Timbre : Le timbre d’un son dépend de la forme de son motif.

★ À maîtriser

📌 Deux sons de même période ont la même fréquence et correspondent à la même note, même s’ils sont joués par des instruments différents.

Compléments

• Dans les enregistrements étudiés, le violon et le hautbois jouent un La avec une période de 2,3 ms, mais leurs motifs ont des formes différentes et leurs timbres diffèrent.

📖 4. Domaine des fréquences audibles

📝 Points essentiels

• L’oreille humaine perçoit les sons dont la fréquence est comprise entre 20 Hz et 20 000 Hz.

📌 Un son de fréquence inférieure à 20 Hz est un infrason, tandis qu’un son de fréquence supérieure à 20 000 Hz est un ultrason ; ces sons ne sont pas audibles pour l’oreille humaine.

💡 Astuce mémo

Imaginez une bande audible entre 20 Hz et 20 000 Hz, bordée par les infrasons et les ultrasons.

📖 5. Niveau sonore et protection de l’oreille

🔑 Notions clés & Définitions

• Niveau sonore : Grandeur qui classe les sons selon leur intensité perçue comme forte ou faible, exprimée en décibels (dB) et mesurée avec un sonomètre.

★ À maîtriser

📌 Un son trop fort peut endommager l’oreille, ce qui motive la limitation en décibels de nombreux appareils.

Compléments

• Les repères de niveau sonore sont :
  • 0 dB pour le seuil d’audition
  • 20 dB pour une forêt tranquille
  • 40 dB pour une salle de lecture ou une bibliothèque
  • 60 dB pour une conversation
  • 90 dB pour un trafic moyen
  • 110 dB pour un groupe pop
  • 130 dB pour un avion au décollage
  • 140 dB pour le seuil de douleur