Fiche de révision : Émission et perception du son

📋 Plan du Cours

1. Production et propagation du son
2. Représentation et fréquence sonore
3. Hauteur et timbre des sons
4. Intensité et niveau sonore

📖 1. Production et propagation du son

★ À maîtriser

• Un son est produit par la mise en vibration d’un objet, comme une corde de guitare, une membrane d’instrument à percussion ou une corde vocale.

• Un signal sonore est une vibration qui se propage de proche en proche dans un milieu matériel élastique, également dit compressible.

📌 Un signal sonore ne se propage pas dans le vide et a besoin d’un milieu de propagation matériel.

Compléments

• Une caisse de résonance peut amplifier le son produit par un objet vibrant.

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

📌 La vitesse du son dépend du milieu de propagation et de sa température ; elle dépend à la fois de son élasticité et de sa masse volumique, et non de sa seule densité. Elle est généralement plus élevée dans un solide que dans l’air.

💡 Astuce mémo

Vibration → milieu matériel → propagation de proche en proche

📖 2. Représentation et fréquence sonore

🔑 Notions clés & Définitions

• Signal périodique : Un signal est périodique lorsque sa représentation temporelle correspond à la répétition d’un motif élémentaire.
• Période : Durée, en secondes, d’un motif élémentaire.
• Fréquence : Nombre de motifs élémentaires par seconde, exprimé en hertz (Hz).

📝 Points essentiels

📐 Formule - La fréquence et la période vérifient $f = \frac{1}{T}$, avec f en hertz et T en secondes.

📌 Un bruit quelconque est représenté par un signal non périodique, tandis qu’un son musical peut être représenté par un signal périodique.

📖 3. Hauteur et timbre des sons

🔑 Notions clés & Définitions

• Hauteur d’un son : La hauteur d’un son correspond à sa fréquence exprimée en hertz.

★ À maîtriser

📌 Une note grave a une fréquence basse, tandis qu’une note aiguë a une fréquence élevée.

📌 Deux sons de même fréquence peuvent avoir des timbres différents si la forme de leur motif élémentaire diffère.

Compléments

• Le domaine des fréquences audibles par l’être humain s’étend de 20 Hz à 20 000 Hz ; les fréquences inférieures sont des infrasons et les fréquences supérieures des ultrasons.

• Un violon et un hautbois peuvent jouer la même note tout en produisant des timbres différents.

💡 Astuce mémo

La fréquence règle la hauteur ; la forme du motif distingue le timbre.

📖 4. Intensité et niveau sonore

🔑 Notions clés & Définitions

• Intensité sonore : L’intensité sonore I, exprimée en W.m⁻², dépend de l’amplitude du signal : plus le son est fort, plus son amplitude est importante.
• Niveau d’intensité sonore : Le niveau d’intensité sonore L, exprimé en décibels (dB), caractérise un son et se mesure avec un sonomètre.

📝 Points essentiels

• La sensation auditive dépend de l’intensité sonore et un son est perçu plus fort lorsque son intensité augmente.

• Le niveau d’intensité sonore permet de classer les sons selon leur danger potentiel pour l’oreille.

• Les niveaux sonores cités sont :

  • 140 dB pour un avion au décollage
  • 120 dB pour le passage d’une F1
  • 100 dB pour un marteau-piqueur
  • 80 dB dans un restaurant scolaire
  • 60 dB pour une conversation normale
  • 40 dB dans un séjour calme
  • 20 dB dans un désert