Fiche de révision : Émission et perception d’un son

📋 Plan du Cours

1. Émission et propagation sonore
2. Vitesse de propagation du son
3. Représentation temporelle des signaux
4. Période et fréquence
5. Hauteur et timbre du son
6. Intensité et niveau sonore
7. Domaine de l’audition humaine

📖 1. Émission et propagation sonore

🔑 Notions clés & Définitions

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

★ À maîtriser

• Un signal sonore se propage dans un milieu matériel par transmission d’une vibration de proche en proche, comme la vibration de l’air produite par la membrane d’un haut-parleur.

Compléments

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

• Les cordes d’une contrebasse et l’arche d’un saxophone vibrent pour produire un son, tandis que leurs corps jouent le rôle de caisses de résonance et amplifient ce son.

💡 Astuce mémo

Vibration de la source → vibration transmise de proche en proche → son perçu

📖 2. Vitesse de propagation du son

📝 Points essentiels

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

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

• La vitesse du son 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.

💡 Astuce mémo

Le son dépend du milieu, contrairement à la lumière qui se propage aussi dans le vide

📖 3. Représentation temporelle des signaux

📝 Points essentiels

📌 Une représentation temporelle montre l’évolution d’un signal sonore au cours du temps et peut être obtenue avec un système d’acquisition tel qu’un microphone convertissant l’onde sonore en signal électrique.

📌 Un bruit quelconque possède une représentation temporelle non périodique, tandis qu’un son musical possède généralement une représentation temporelle périodique.

💡 Astuce mémo

Bruit non périodique ≠ son musical périodique

📖 4. Période et fréquence

🔑 Notions clés & Définitions

• Période : La plus petite durée au bout de laquelle le signal se reproduit identique à lui-même, et elle s’exprime en secondes.

★ À maîtriser

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

Compléments

• Pour mesurer précisément une période, on mesure la durée totale de plusieurs périodes puis on la divise par le nombre de périodes mesurées.

• Si neuf périodes durent 6,1 s, la période vaut environ 0,68 s.

💡 Astuce mémo

Mesurer plusieurs motifs → calculer T → inverser pour obtenir f

📖 5. Hauteur et timbre du son

🔑 Notions clés & Définitions

• Hauteur d’un son : Correspond à sa fréquence exprimée en hertz.
• Timbre d’un son : Permet de distinguer des sons produits par des instruments différents lorsqu’ils jouent la même note.

★ À maîtriser

📌 Plus une note est grave, plus sa fréquence est basse ; plus une note est aiguë, plus sa fréquence est élevée.

Compléments

• Un son grave présenté dans le cours a une fréquence de 440 Hz et une période de 2,27 ms, tandis qu’un son aigu a une fréquence de 880 Hz et une période de 1,14 ms.

💡 Astuce mémo

Hauteur = fréquence ; timbre = forme du signal à fréquence identique

📖 6. Intensité et niveau sonore

🔑 Notions clés & Définitions

• Intensité sonore : Correspond à la puissance sonore par unité de surface et s’exprime en watt par mètre carré.
• Niveau d’intensité sonore : Traduit le niveau sonore perçu par une oreille humaine normale, s’exprime en décibels et se mesure avec un sonomètre.

📝 Points essentiels

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

• Le seuil de danger sonore est de 85 dB et le seuil de douleur est de 120 dB.

💡 Astuce mémo

Intensité physique en W/m² ≠ niveau perçu en dB

📖 7. Domaine de l’audition humaine

★ À maîtriser

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

Compléments

📌 Les infrasons ont des fréquences inférieures au domaine audible, tandis que les ultrasons ont des fréquences supérieures au domaine audible.

• Dans le domaine audible, les sons sont classés en sons graves, médiums et aigus selon leur fréquence.

💡 Astuce mémo

Infrasons → graves → médiums → aiguës → ultrasons