QCM : Émission et perception d’un son — 18 questions

Explication

Un signal sonore est produit lorsqu’un objet vibre et met le milieu environnant en mouvement. La réflexion lumineuse, le courant électrique et la température ne constituent pas le mécanisme décrit de production sonore.

Explication

La propagation sonore résulte de la transmission successive d’une vibration entre les particules du milieu matériel. Elle ne correspond ni à un déplacement instantané de la source ni à une émission lumineuse.

Explication

La relation $v = \frac{d}{t}$ donne ici $v = \frac{680}{2} = 340\ \text{m·s}^{-1}$. Multiplier la distance par la durée ou additionner ces deux grandeurs ne permet pas de calculer une vitesse.

Explication

La vitesse du son varie selon le milieu traversé, car les propriétés du milieu influencent la transmission de la vibration. La valeur proche de $3,00 \times 10^8\ \text{m·s}^{-1}$ correspond à la lumière dans l’air ou le vide, et non au son.

Explication

La vitesse du son est d’environ $5\,000\ \text{m·s}^{-1}$ dans l’acier solide, contre environ $1\,500\ \text{m·s}^{-1}$ dans l’eau et $345\ \text{m·s}^{-1}$ dans l’air. Le vide ne permet pas la propagation d’un signal sonore, car il ne constitue pas un milieu matériel.

Explication

Une représentation temporelle décrit les variations d’un signal sonore au fil du temps et peut être obtenue grâce à un système d’acquisition utilisant un microphone. Elle ne donne pas directement la composition chimique de la source ni la vitesse de propagation.

Explication

Un bruit quelconque présente une évolution temporelle non périodique, alors qu’un son musical possède généralement un motif qui se répète. La nature périodique ne dépend pas du fait que le signal soit électrique, lumineux ou associé à un milieu particulier.

Explication

La période est la plus petite durée au bout de laquelle un signal périodique retrouve exactement le même état, et elle se mesure en secondes. La fréquence correspond plutôt au nombre de périodes par seconde et s’exprime en hertz.

Explication

La fréquence est l’inverse de la période : $f=\frac{1}{T}=\frac{1}{0{,}25}=4\ \text{Hz}$. La valeur $0{,}25\ \text{Hz}$ correspond à la période exprimée en secondes, et non à la fréquence.

Explication

La hauteur d’un son est liée à sa fréquence, exprimée en hertz : une fréquence plus grande correspond à un son plus aigu. La forme du signal intervient dans le timbre, tandis que la puissance concerne l’intensité sonore.

Explication

Plus une note est aiguë, plus sa fréquence est élevée ; inversement, une note grave possède une fréquence plus basse. Le timbre et la puissance de l’instrument ne déterminent pas directement la hauteur de la note.

Explication

Le timbre permet de distinguer des sons produits par des instruments différents lorsqu’ils jouent la même note, car leurs formes de signal peuvent différer. La même note conserve la même fréquence et la même période, même si le timbre change.

Explication

L’intensité sonore est la puissance sonore par unité de surface et s’exprime en $\text{W}/\text{m}^2$. Le niveau d’intensité sonore traduit plutôt la perception auditive et se mesure en décibels.

Explication

Le doublement de l’amplitude de vibration rend le son deux fois plus intense, mais l’oreille ne le perçoit pas comme deux fois plus fort. La fréquence et la période décrivent la hauteur du son, pas cette variation d’amplitude.

Explication

Le niveau d’intensité sonore décrit le niveau perçu par une oreille humaine normale, s’exprime en décibels et se mesure avec un sonomètre. L’intensité sonore, elle, représente une puissance par unité de surface et s’exprime en $\text{W}/\text{m}^2$.

Explication

Le seuil de danger sonore est fixé à $85\ \text{dB}$, tandis que le seuil de douleur est de $120\ \text{dB}$. Inverser ces valeurs confondrait un niveau potentiellement dangereux avec le niveau associé à la douleur auditive.

Explication

Une oreille humaine normale perçoit approximativement les sons compris entre 20 Hz et 20 kHz. La plage allant de 2 Hz à 2 kHz abaisse à tort la limite inférieure et réduit fortement la limite supérieure.

Explication

Une fréquence de 25 kHz dépasse la limite supérieure d’environ 20 kHz du domaine audible et relève donc des ultrasons. Les infrasons se situent au contraire sous environ 20 Hz, tandis que les sons aigus restent dans la plage audible.