QCM : Émission et propagation du son — 21 questions

Explication

La hauteur est principalement liée à la fréquence, le niveau sonore à l’intensité et le timbre à la forme du signal ainsi qu’à ses composantes fréquentielles. Confondre hauteur et niveau sonore revient à attribuer à la fréquence un rôle lié à la puissance perçue.

Explication

Le risque auditif augmente avec le niveau sonore, la durée d’exposition et la répétition des expositions. Il ne dépend donc pas du niveau sonore considéré isolément.

Explication

La période correspond à la durée d’un motif élémentaire et s’exprime en secondes. Le nombre de répétitions par seconde décrit la fréquence, qui s’exprime en hertz.

Explication

La hauteur dépend principalement de la fréquence : une fréquence élevée correspond à un son aigu, tandis qu’une fréquence faible correspond à un son grave. Le niveau sonore concerne la puissance perçue et non la hauteur.

Explication

L’avancée de la membrane crée une compression, tandis que son recul crée une raréfaction ; ces variations se transmettent de proche en proche. Les molécules d’air oscillent localement et ne se déplacent pas toutes jusqu’à l’oreille.

Explication

Les infrasons ont une fréquence inférieure à $20\ \text{Hz}$, tandis que les ultrasons dépassent $20\ 000\ \text{Hz}$. La plage située entre ces deux limites correspond approximativement aux fréquences audibles par l’être humain.

Explication

À vitesse constante, on utilise $v=\frac{d}{\Delta t}$, donc $v=\frac{680}{2}=340\ \text{m·s}^{-1}$. Multiplier la distance par la durée donnerait une grandeur différente et ne correspondrait pas à la formule de la vitesse.

Explication

Une onde mécanique est une perturbation se propageant dans un milieu et transportant de l’énergie sans déplacement global de matière. La propagation de l’onde ne signifie donc pas que la matière est transportée dans son ensemble.

Explication

La fréquence indique combien de répétitions se produisent en une seconde et se mesure en hertz. La période mesure une durée entre deux motifs identiques et s’exprime en secondes.

Explication

La relation $f=\frac{1}{T}$ donne ici $f=\frac{1}{0{,}002}=500\ \text{Hz}$. Une période plus courte correspond donc à une fréquence plus élevée.

Explication

Le son effectue un aller-retour, donc la distance recherchée vaut $d=\frac{v\Delta t}{2}=\frac{340\times0{,}80}{2}=136\ \mathrm{m}$. La valeur $272\ \mathrm{m}$ correspondrait à la longueur totale du trajet aller-retour, et non à la distance jusqu’à l’obstacle.

Explication

Le son peut se propager dans les gaz, les liquides et les solides, car ces milieux matériels transmettent la perturbation. Le vide ne contient pas de matière capable de transmettre cette perturbation mécanique.

Explication

L’oreille convertit les vibrations sonores en signaux nerveux, que le cerveau interprète ensuite. Le tympan reçoit les variations de pression, tandis que le nerf auditif assure la transmission des signaux vers le cerveau.

Explication

L’être humain entend généralement les fréquences comprises entre $20\ \text{Hz}$ et $20\ 000\ \text{Hz}$, soit $20\ \text{kHz}$. Les fréquences situées en dessous ou au-dessus de cette plage sont normalement inaudibles.

Explication

Dans l’air à environ 20 °C, le son se propage à approximativement $340\ \text{m·s}^{-1}$. Les valeurs de $1\,500\ \text{m·s}^{-1}$ et $5\,000\ \text{m·s}^{-1}$ correspondent approximativement à l’eau et à l’acier.

Explication

À vitesse constante, la distance vérifie $d=v\Delta t$, donc la durée s’obtient en isolant $\Delta t$ : $\Delta t=\frac{d}{v}$. Multiplier la distance par la vitesse ne donne pas une durée et ne respecte pas cette relation.

Explication

Une source sonore produit généralement un son lorsqu’elle vibre et communique cette vibration au milieu environnant. Un déplacement durable du milieu n’est pas le mécanisme décrit pour l’émission sonore.

Explication

La période doit être convertie en secondes : $2{,}5\ \mathrm{ms}=2{,}5\times10^{-3}\ \mathrm{s}$, puis la fréquence vaut $f=\frac{1}{T}=400\ \mathrm{Hz}$. Une valeur de $40\ \mathrm{Hz}$ résulterait d’une conversion incorrecte de la période.

Explication

Une onde sonore peut être renvoyée par un obstacle, ce qui produit un écho perceptible après un certain délai. L’absorption constitue un autre phénomène possible, mais elle n’explique pas à elle seule la formation d’un écho.

Explication

Un son est une perturbation mécanique qui se transmet dans un milieu matériel, comme l’air, l’eau ou un solide. La lumière, elle, peut se propager dans le vide, ce qui distingue les deux phénomènes.

Explication

Le niveau sonore caractérise la puissance perçue d’un son et s’exprime généralement en décibels. La hauteur indique plutôt si le son est grave ou aigu.