Fiche de révision : Émission et perception d’un son

📋 Plan du Cours

1. Production et propagation du son
2. Vitesse de propagation sonore
3. Représentation et périodicité
4. Fréquences audibles et hauteur
5. Timbre et forme du signal
6. Intensité et niveau sonore

📖 1. Production et propagation du son

🔑 Notions clés & Définitions

• Signal sonore : produit par la vibration d’un objet.

★ À maîtriser

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

• Dans un milieu matériel, une vibration sonore se transmet de proche en proche jusqu’au récepteur.

Compléments

• Une caisse de résonance amplifie le signal sonore produit par un objet vibrant.

• La membrane d’un haut-parleur fait vibrer l’air environnant, puis la vibration se transmet de proche en proche jusqu’aux oreilles.

💡 Astuce mémo

Vibration de la source → transmission de proche en proche dans un milieu matériel

📖 2. Vitesse de propagation sonore

★ À maîtriser

📐 Formule — La vitesse de propagation d’un signal sonore vérifie $v = \frac{d}{t}$, où v est la vitesse en m·s⁻¹, d la distance parcourue en m et t la durée de propagation en s.

• La vitesse de propagation dépend du milieu : elle est d’environ 345 m·s⁻¹ dans l’air, 1 500 m·s⁻¹ dans l’eau liquide et 5 000 m·s⁻¹ dans l’acier solide.

Compléments

📐 Formule — La distance parcourue par un signal sonore vérifie $d = v \times t$.

📖 3. Représentation et périodicité

🔑 Notions clés & Définitions

• Période : la plus petite durée au bout de laquelle le signal se reproduit identique à lui-même ; elle s’exprime en secondes.
• Fréquence : représente le nombre de périodes du signal par seconde et s’exprime en hertz.

📝 Points essentiels

📌 Un signal sonore est périodique lorsqu’il se répète à l’identique après une même durée, tandis qu’un bruit quelconque peut être non périodique.

📐 Formule — La fréquence f d’un signal périodique est l’inverse de sa période T : $f = \frac{1}{T}$.

💡 Astuce mémo

Bruit non périodique ≠ son musical périodique

📖 4. Fréquences audibles et hauteur

★ À maîtriser

• Le domaine d’audibilité d’une oreille humaine normale est compris entre 20 Hz et 20 kHz.

📌 La hauteur d’un son correspond à sa fréquence : plus une note est grave, plus sa fréquence est basse, et plus une note est aiguë, plus sa fréquence est élevée.

Compléments

• Pour une note grave, la fréquence est de 440 Hz et la période est de 2,27 ms, tandis que pour une note aiguë, la fréquence est de 880 Hz et la période de 1,14 ms.

💡 Astuce mémo

Grave = fréquence basse ; aigu = fréquence élevée

📖 5. Timbre et forme du signal

🔑 Notions clés & Définitions

• Timbre : la caractéristique qui fait percevoir différemment une même note jouée par deux instruments différents.

📝 Points essentiels

📌 Deux instruments jouant la même note produisent des signaux de même fréquence et de même période, mais leurs représentations temporelles sont différentes.

📖 6. Intensité et niveau sonore

🔑 Notions clés & Définitions

• Intensité sonore : reliée à l’amplitude du signal et correspond à la puissance sonore par unité de surface ; elle s’exprime en watt par mètre carré.
• Niveau d’intensité sonore : traduit le niveau sonore perçu par une oreille humaine normale et s’exprime en décibels.

★ À maîtriser

📌 Un son est deux fois plus intense lorsque l’amplitude de vibration de sa source est deux fois plus grande, mais il n’est pas perçu deux fois plus fort par l’oreille.

Compléments

• Le niveau d’intensité sonore est mesuré avec un sonomètre, et son évaluation permet de prévoir les dangers d’une exposition sonore.

• Le seuil de danger indiqué dans l’échelle des niveaux sonores est de 85 dB et le seuil de douleur est de 120 dB.

💡 Astuce mémo

Intensité physique en W/m² ≠ niveau perçu en dB