Fiche de révision : Émission et perception d’un son

📋 Plan du Cours

1. Émission et propagation sonore
2. Acquisition et périodicité
3. Période et fréquence
4. Domaines et hauteur des sons
5. Timbre et intensité sonore
6. Mesure et protection auditive

📖 1. Émission et propagation sonore

🔑 Notions clés & Définitions

• Émission sonore : Objet mis en vibration qui émet un signal sonore, lequel peut être amplifié par une caisse de résonance.

📝 Points essentiels

• Les vibrations d’une source sonore sont transmises aux molécules du milieu, qui transmettent le mouvement de proche en proche sous forme de compressions et de décompressions jusqu’au récepteur.

📌 Un signal sonore nécessite un milieu matériel pour se propager et ne se propage pas dans le vide.

• À 20 °C, la vitesse du son est d’environ 340 m.s⁻¹ dans l’air, 1 500 m.s⁻¹ dans l’eau, 3 560 m.s⁻¹ dans le cuivre et 5 130 m.s⁻¹ dans le fer.

💡 Astuce mémo

Source vibrante → milieu matériel → récepteur

📖 2. Acquisition et périodicité

🔑 Notions clés & Définitions

• Signal périodique : Enregistrement présentant la répétition régulière d’un même motif.

📝 Points essentiels

• L’acquisition d’un signal sonore consiste à capter le son avec un microphone, à convertir le signal en signal électrique, puis à le visualiser avec un ordinateur ou un oscilloscope.

💡 Astuce mémo

Capteur → signal électrique → visualisation

📖 3. Période et fréquence

🔑 Notions clés & Définitions

• Période : Durée d’un motif d’un signal sonore périodique, exprimée en seconde.
• Fréquence : Nombre de motifs produits en une seconde, exprimé en hertz.

📝 Points essentiels

📐 Formule — La fréquence et la période sont liées par la relation $f=\frac{1}{T}$, où f est en hertz et T en seconde.

💡 Astuce mémo

Petite période = fréquence élevée ; grande période = fréquence faible

📖 4. Domaines et hauteur des sons

🔑 Notions clés & Définitions

• Hauteur d’un son : Fréquence du son ; une fréquence élevée produit un son aigu et une fréquence faible un son grave.
• Infrasons : Sons dont la fréquence est inférieure à 20 Hz.
• Ultrasons : Sons dont la fréquence est supérieure à 20 kHz.

📝 Points essentiels

• Le domaine d’audibilité d’une oreille humaine normale s’étend de 20 Hz à 20 000 Hz, soit 20 kHz.

💡 Astuce mémo

Fréquence élevée = son aigu ; fréquence faible = son grave

📖 5. Timbre et intensité sonore

🔑 Notions clés & Définitions

• Timbre : Identité sonore d’un instrument ou d’une voix, qui dépend de la forme du signal enregistré.

★ À maîtriser

📌 Plus l’amplitude d’un signal sonore est élevée, plus l’intensité sonore est grande.

Compléments

• L’intensité sonore s’exprime en watt par mètre carré, noté W.m⁻², tandis que le niveau d’intensité sonore L s’exprime en décibel, noté dB, et se mesure avec un sonomètre.

📌 L’intensité sonore et le niveau d’intensité sonore varient dans le même sens, mais l’intensité sonore n’est pas proportionnelle au niveau d’intensité sonore.

💡 Astuce mémo

Fréquence = hauteur ; forme du signal = timbre ; amplitude = intensité

📖 6. Mesure et protection auditive

★ À maîtriser

📐 Formule — La vitesse du son se calcule avec $v=\frac{d}{\Delta t}$ lorsque d est la distance parcourue et Δt la durée correspondante ; dans le protocole à deux smartphones, elle se calcule avec $v=\frac{2d}{\Delta t}$.

📌 Une exposition prolongée à un niveau sonore supérieur à 85 dB nécessite une protection, car un niveau trop élevé peut provoquer une perte d’audition irréversible.

Compléments

• La vitesse du son se mesure en déterminant la distance entre deux smartphones, en déclenchant un chronomètre sonore, en produisant deux claquements décalés, puis en relevant l’écart de temps mesuré.

💡 Astuce mémo

Niveau sonore élevé → risque de perte auditive

📊 Tableaux de synthèse

Caractéristiques d’un son