QCM : Le son et les instruments — 19 questions

Questions et réponses du QCM

1. Qu’est-ce qui caractérise une onde mécanique lors de sa propagation ?

Elle se propage dans un milieu matériel en transportant de l’énergie, sans déplacer globalement la matière
Elle se propage dans le vide en transportant de la matière et de l’énergie
Elle reste localisée dans un milieu matériel sans transmettre d’énergie
Elle déplace la matière du milieu jusqu’au récepteur avec l’énergie

Elle se propage dans un milieu matériel en transportant de l’énergie, sans déplacer globalement la matière

Explication

Une onde mécanique transmet une perturbation et de l’énergie dans un milieu matériel, sans transport global de matière. La matière peut osciller localement, mais elle n’est pas emportée jusqu’au récepteur.

2. Comment une onde sonore se propage-t-elle dans l’air ?

Par le déplacement continu des molécules d’air de l’émetteur vers le récepteur
Par une perturbation électromagnétique qui traverse les molécules d’air
Par une vibration du tympan qui remonte vers l’instrument émetteur
Par des compressions et des dilatations successives des molécules d’air

Par des compressions et des dilatations successives des molécules d’air

Explication

Une onde sonore résulte de compressions et de dilatations successives des molécules d’air. Les molécules vibrent localement et ne se déplacent pas en bloc de l’émetteur vers le récepteur.

3. Quelle distinction permet de différencier un son musical d’un bruit ?

Un son musical est toujours plus intense, tandis qu’un bruit dépend seulement de sa durée
Un son musical se propage dans l’air, tandis qu’un bruit se propage dans le vide
Un son musical présente un motif périodique qui se répète identiquement, tandis qu’un bruit est apériodique
Un son musical possède une fréquence unique, tandis qu’un bruit ne contient aucune vibration mesurable

Un son musical présente un motif périodique qui se répète identiquement, tandis qu’un bruit est apériodique

Explication

Un son musical est associé à une vibration périodique répétée de manière identique, alors qu’un bruit présente un caractère apériodique. La fréquence unique concerne plutôt le son pur, pas la définition générale d’un son musical.

4. Que mesure la période TT d’une vibration ?

L’intervalle de temps entre deux états vibratoires identiques et successifs
La durée totale pendant laquelle une source produit un son audible
Le nombre de vibrations réalisées pendant une seconde
L’écart de fréquence entre deux états vibratoires successifs

L’intervalle de temps entre deux états vibratoires identiques et successifs

Explication

La période TT est l’intervalle de temps séparant deux états vibratoires identiques et successifs d’un point du milieu. Le nombre de périodes par unité de temps correspond à la fréquence.

5. Comment définit-on la fréquence d’une vibration sonore ?

Comme la durée séparant deux vibrations identiques, mesurée en secondes
Comme la distance parcourue par l’onde pendant une période, mesurée en mètres
Comme le nombre de périodes effectuées par unité de temps, mesuré en hertz
Comme l’amplitude maximale de la vibration, mesurée en décibels

Comme le nombre de périodes effectuées par unité de temps, mesuré en hertz

Explication

La fréquence indique combien de périodes se produisent par unité de temps et s’exprime en hertz. La durée entre deux états identiques est la période, qui s’exprime en secondes.

6. Une vibration sonore de fréquence 15 Hz15\,\text{Hz} appartient-elle au domaine de sensibilité habituel de l’oreille humaine ?

Oui, car les infrasons sont perçus lorsque leur fréquence reste proche de 20 Hz20\,\text{Hz}
Oui, car toute fréquence inférieure à 20 000 Hz20\,000\,\text{Hz} est perçue par l’oreille
Non, car elle se situe en dessous de 20 Hz20\,\text{Hz} et correspond à un infrason
Non, car elle dépasse la limite supérieure de 20 000 Hz20\,000\,\text{Hz}

Non, car elle se situe en dessous de $$20\,\text{Hz}$$ et correspond à un infrason

Explication

L’oreille humaine est généralement sensible aux fréquences comprises entre 20 Hz20\,\text{Hz} et 20 000 Hz20\,000\,\text{Hz}; 15 Hz15\,\text{Hz} est donc un infrason. Une fréquence inférieure à 20 Hz20\,\text{Hz} se trouve hors de cette plage de perception habituelle.

7. Quelle propriété distingue un son pur dans l’analyse de son spectre ?

Il possède un signal apériodique et un spectre comportant plusieurs pics irréguliers
Il présente une vibration périodique non sinusoïdale et un spectre sans fréquence dominante
Il possède un signal périodique sinusoïdal et un spectre comportant un seul pic de fréquence
Il résulte d’une somme de sinusoïdes et son spectre contient plusieurs fréquences harmoniques

Il possède un signal périodique sinusoïdal et un spectre comportant un seul pic de fréquence

Explication

Un son pur correspond à un signal périodique sinusoïdal et son spectre ne présente qu’une seule fréquence, représentée par un seul pic. La présence de plusieurs sinusoïdes et de plusieurs pics caractérise un son composé.

8. Comment caractériser un son composé ?

Il correspond à une onde sonore dont l’amplitude reste constante sans variation périodique
Il correspond à un signal périodique non sinusoïdal formé par une somme de plusieurs sinusoïdes
Il correspond à un signal sinusoïdal dont le spectre ne contient qu’un seul pic
Il correspond à une vibration apériodique dépourvue de composantes fréquentielles

Il correspond à un signal périodique non sinusoïdal formé par une somme de plusieurs sinusoïdes

Explication

Un son composé est périodique mais non sinusoïdal, car il résulte de la somme de plusieurs sinusoïdes. Un signal sinusoïdal associé à une seule fréquence décrit un son pur.

9. Dans le spectre d’un son composé, quelle relation relie les fréquences harmoniques à la fréquence fondamentale f0f_0 ?

Chaque fréquence harmonique est une fraction de f0f_0, qui est la fréquence la plus élevée du spectre
Chaque fréquence harmonique est un multiple entier de f0f_0, qui est la plus basse fréquence du spectre
La fréquence fondamentale est la somme des fréquences harmoniques présentes dans le spectre
Les fréquences harmoniques sont indépendantes de f0f_0 et apparaissent selon une répartition irrégulière

Chaque fréquence harmonique est un multiple entier de $$f_0$$, qui est la plus basse fréquence du spectre

Explication

Dans un son composé, les fréquences harmoniques sont des multiples entiers de la fréquence fondamentale f0f_0, laquelle correspond à la fréquence la plus basse et au premier pic. La conception selon laquelle les harmoniques seraient des fractions de f0f_0 inverse la relation définie par cette règle, associée aux travaux de Joseph Fourier.

10. Que représente l’intervalle entre deux notes ?

La somme de leurs amplitudes harmoniques
Le rapport de leurs fréquences fondamentales
La différence entre leurs périodes temporelles
Le rapport de leurs niveaux d’intensité

Le rapport de leurs fréquences fondamentales

Explication

L’intervalle musical compare les fréquences fondamentales des deux notes sous la forme d’un rapport. La période correspond, quant à elle, à une durée caractéristique du signal et non à un rapport de fréquences.

11. Deux notes ont des fréquences fondamentales de 1046,5 Hz1046{,}5\ \mathrm{Hz} et 2093,0 Hz2093{,}0\ \mathrm{Hz}. Que peut-on conclure de leur intervalle ?

Il vaut 11 et les notes appartiennent à la même octave
Il vaut 22 et les notes appartiennent à des octaves différentes
Il vaut 22 et les notes ont nécessairement le même timbre
Il vaut 0,50{,}5 et les notes appartiennent à la même gamme

Il vaut $$2$$ et les notes appartiennent à des octaves différentes

Explication

Le rapport 2093,0/1046,52093{,}0/1046{,}5 vaut 22, ce qui caractérise deux notes identiques séparées par une octave. Un intervalle inférieur à 22 correspond plutôt à des notes de la même gamme.

12. Quelle distinction décrit correctement la hauteur et le timbre d’un son ?

La hauteur dépend de l’intensité, tandis que le timbre dépend de la durée du son
La hauteur dépend de la fréquence fondamentale, tandis que le timbre dépend des harmoniques
La hauteur dépend de la puissance, tandis que le timbre dépend de la surface vibrante
La hauteur dépend des harmoniques, tandis que le timbre dépend de la fréquence fondamentale

La hauteur dépend de la fréquence fondamentale, tandis que le timbre dépend des harmoniques

Explication

La hauteur permet de distinguer un son grave d’un son aigu et est liée à la fréquence fondamentale. Le timbre dépend de la composition harmonique, notamment du nombre et de l’amplitude des harmoniques.

13. Comment évolue la hauteur d’un son lorsque sa fréquence fondamentale f0f_0 augmente ?

Le son change de timbre sans changer de hauteur
Le son devient plus aigu
Le son devient nécessairement plus intense
Le son devient plus grave

Le son devient plus aigu

Explication

Une fréquence fondamentale élevée correspond à un son aigu. L’intensité et le timbre sont des caractéristiques distinctes qui ne déterminent pas directement cette évolution de hauteur.

14. Que mesure l’intensité sonore II et dans quelle unité s’exprime-t-elle ?

Une puissance acoustique reçue par unité de surface, en W/m2\mathrm{W/m^2}
Une fréquence fondamentale, en hertz
Un niveau sonore logarithmique, en décibels
Une énergie vibratoire, en joules par seconde

Une puissance acoustique reçue par unité de surface, en $$\mathrm{W/m^2}$$

Explication

L’intensité sonore est la puissance acoustique reçue par unité de surface et s’exprime en W/m2\mathrm{W/m^2}. Le décibel sert à exprimer un niveau sonore, qui est une grandeur logarithmique distincte.

15. Une source fournit une puissance acoustique de 2 W2\ \mathrm{W} sur une surface de 4 m24\ \mathrm{m^2}. Quelle est l’intensité sonore reçue ?

2 W/m22\ \mathrm{W/m^2}
0,5 W/m20{,}5\ \mathrm{W/m^2}
8 W/m28\ \mathrm{W/m^2}
6 W/m26\ \mathrm{W/m^2}

$$0{,}5\ \mathrm{W/m^2}$$

Explication

La relation I=PSI=\frac{P}{S} donne ici I=24=0,5 W/m2I=\frac{2}{4}=0{,}5\ \mathrm{W/m^2}. Multiplier la puissance par la surface conduirait à une grandeur qui ne représente pas l’intensité reçue.

16. Selon la relation de la corde vibrante, comment évolue la fréquence fondamentale lorsque la tension augmente, à longueur et masse linéique constantes ?

Elle augmente et le son devient plus aigu
Elle diminue et le son devient plus grave
Elle reste constante et le timbre change
Elle diminue puis augmente selon le diamètre

Elle augmente et le son devient plus aigu

Explication

La formule f=12LTμf=\frac{1}{2L}\sqrt{\frac{T}{\mu}} montre que la fréquence augmente avec la tension. Une fréquence plus élevée produit un son plus aigu, tandis qu’une baisse de fréquence rendrait le son plus grave.

17. Deux cordes ont la même matière et la même longueur, mais l’une possède un diamètre plus important. Quel son produit-elle généralement ?

Un son plus aigu, car sa masse linéique est plus élevée
Un son plus intense, car sa tension devient automatiquement plus forte
Un son de même hauteur, car le diamètre ne joue aucun rôle
Un son plus grave, car sa masse linéique est plus élevée

Un son plus grave, car sa masse linéique est plus élevée

Explication

À matière et longueur identiques, une corde plus épaisse possède une masse linéique plus grande, ce qui réduit sa fréquence fondamentale et la rend plus grave. Son diamètre ne détermine pas automatiquement une augmentation de tension.

18. Dans un instrument à vent, quel effet produit principalement une augmentation du volume de la colonne d’air ?

Elle rend le son plus aigu et augmente la fréquence fondamentale
Elle modifie l’intensité sans influencer la hauteur ni le timbre
Elle accroît la tension de l’air et conserve la fréquence fondamentale
Elle rend le son plus grave et diminue la fréquence fondamentale

Elle rend le son plus grave et diminue la fréquence fondamentale

Explication

Un volume plus élevé de la colonne d’air diminue la fréquence fondamentale, ce qui rend le son plus grave. Les dimensions et le matériau influencent aussi le timbre, mais l’effet décrit ici concerne directement la hauteur.

19. Quel rôle joue la colonne d’air dans la production du son d’un instrument à vent ?

Elle fournit l’impulsion initiale tandis que le musicien joue le rôle de résonateur
Elle résonne après l’impulsion du souffle et répercute les vibrations
Elle transforme directement la tension des cordes en fréquence fondamentale
Elle détermine la masse linéique avant que le souffle ne mette l’instrument en vibration

Elle résonne après l’impulsion du souffle et répercute les vibrations

Explication

Le souffle fournit l’impulsion initiale, puis la colonne d’air résonne et répercute les vibrations, contribuant ainsi au timbre. Confondre ces rôles revient à attribuer à la colonne d’air l’action initiale assurée par le souffle.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 33 flashcards sur Le son et les instruments.

Qu'est-ce qu'une onde mécanique ?

La propagation d'une perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière.

Qu'est-ce qu'une onde sonore ?

Une onde mécanique due à la compression et à la dilatation des molécules d'air.

Comment se déplacent les vibrations sonores dans l'air ?

Elles se déplacent de proche en proche de l'émetteur au récepteur.

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