QCM : Le son et ses caractéristiques (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans quel cas un signal sonore peut-il être qualifié de périodique ?

Lorsqu’un signal présente une intensité sonore particulièrement élevée
Lorsqu’un même motif élémentaire se répète régulièrement
Lorsqu’une fréquence différente apparaît à chaque instant
Lorsqu’une amplitude constante se maintient pendant toute la durée

Lorsqu’un même motif élémentaire se répète régulièrement

Explication

Un signal sonore est périodique lorsque son enregistrement montre la répétition régulière d’un même motif élémentaire. Une intensité élevée ou une amplitude constante ne suffit pas à caractériser la périodicité, et une fréquence variable s’y oppose.

2. Un signal périodique possède une période de T=0,005 sT=0{,}005\ \text{s}. Quelle est sa fréquence ?

0,005 Hz0{,}005\ \text{Hz}
200 Hz200\ \text{Hz}
50 Hz50\ \text{Hz}
5000 Hz5000\ \text{Hz}

$$200\ \text{Hz}$$

Explication

La relation f=1Tf=\frac{1}{T} donne ici f=10,005=200 Hzf=\frac{1}{0{,}005}=200\ \text{Hz}. La période s’exprime en secondes, tandis que la fréquence correspondante s’exprime en hertz.

3. Quelle caractéristique distingue un son pur d’un son composé dans sa représentation temporelle et son spectre ?

Le son pur est sinusoïdal et son spectre contient uniquement la fréquence fondamentale
Le son pur est irrégulier et son spectre contient une fréquence fondamentale variable
Le son pur est périodique non sinusoïdal et son spectre contient plusieurs harmoniques
Le son pur est sinusoïdal et son spectre contient plusieurs fréquences harmoniques

Le son pur est sinusoïdal et son spectre contient uniquement la fréquence fondamentale

Explication

Un son pur possède une représentation temporelle sinusoïdale et un seul pic spectral correspondant à sa fréquence fondamentale. La présence de plusieurs harmoniques caractérise plutôt un son composé.

4. Comment se décompose le signal périodique associé à un son composé ?

En plusieurs signaux dont les fréquences sont indépendantes de la fréquence fondamentale
En une sinusoïde unique dont la fréquence varie périodiquement autour de la fondamentale
En une somme de sinusoïdes dont les fréquences sont des multiples entiers de la fondamentale
En une succession de signaux constants dont les amplitudes diminuent progressivement

En une somme de sinusoïdes dont les fréquences sont des multiples entiers de la fondamentale

Explication

Un son composé peut être représenté par une somme de signaux sinusoïdaux dont les fréquences sont des multiples entiers de la fréquence fondamentale. Une sinusoïde unique correspond au cas d’un son pur, tandis que des fréquences indépendantes ne décrivent pas cette décomposition harmonique.

5. Que représente l’intensité sonore en un point donné ?

Le niveau sonore calculé à partir d’une intensité de référence
La surface traversée par unité de puissance sonore
La fréquence sonore produite par une source vibrante
La puissance sonore reçue par unité de surface

La puissance sonore reçue par unité de surface

Explication

L’intensité sonore correspond au rapport entre la puissance sonore reçue et la surface concernée, soit I=PSI=\frac{P}{S}. Le niveau sonore est une grandeur différente, calculée avec une relation logarithmique à partir de l’intensité.

6. Pour une corde vibrante donnée, quelle modification produit une fréquence fondamentale plus élevée ?

Augmenter la longueur de la corde
Réduire la tension de la corde
Augmenter la tension de la corde
Augmenter la masse linéique de la corde

Augmenter la tension de la corde

Explication

La fréquence fondamentale augmente avec la tension, comme l’indique la relation f0=12ℓTμf_0=\frac{1}{2\ell}\sqrt{\frac{T}{\mu}}. Une longueur ou une masse linéique plus grande ferait diminuer la fréquence, tandis qu’une tension réduite l’abaisserait également.

7. Quel rôle les harmoniques jouent-elles dans un son composé ?

Elles indiquent la longueur de la colonne d’air dans un instrument à vent
Elles déterminent la période en fonction de la puissance sonore reçue
Elles remplacent la fréquence fondamentale lorsque la corde cesse de vibrer
Elles correspondent à des fréquences multiples entières de la fréquence fondamentale

Elles correspondent à des fréquences multiples entières de la fréquence fondamentale

Explication

Les harmoniques sont les fréquences d’un son composé qui s’expriment comme des multiples entiers de sa fréquence fondamentale. La puissance sonore reçue concerne plutôt l’intensité, tandis que la longueur de la colonne d’air influence la fréquence produite.

8. Quelle comparaison décrit correctement le rôle du la3 et celui d’une autre note dans l’accordage des instruments ?

Le la3 sert de référence commune, tandis qu’une autre note peut être accordée relativement à lui
Le la3 correspond à une harmonique, tandis qu’une autre note représente la fréquence fondamentale
Le la3 indique la note la plus grave, tandis qu’une autre note fixe la durée des vibrations
Le la3 caractérise un son composé, tandis qu’une autre note caractérise un son pur

Le la3 sert de référence commune, tandis qu’une autre note peut être accordée relativement à lui

Explication

Le la3 constitue une note de référence commune pour accorder les instruments et correspond aussi à la tonalité du téléphone. Une autre note n’a pas, par définition, le rôle de référence générale décrit ici, même si elle peut être accordée par rapport au la3.

9. Si la période d’un signal périodique augmente, quelle conséquence cela a-t-il sur sa fréquence ?

La fréquence diminue, car elle est inversement proportionnelle à la période.
La fréquence reste constante, car elle ne dépend pas de la période.
La fréquence devient nulle, car le motif se répète plus lentement.
La fréquence augmente, car elle suit la même variation que la période.

La fréquence diminue, car elle est inversement proportionnelle à la période.

Explication

La relation f=1Tf=\frac{1}{T} montre qu’une augmentation de la période entraîne une diminution de la fréquence. La fréquence ne suit donc pas la même variation que la période : elle évolue en sens inverse.

10. Pour identifier expérimentalement un son pur à l’aide de son spectre, quel résultat faut-il observer ?

Des pics situés à des fréquences quelconques
Une répartition continue d’énergie sur toutes les fréquences
Un seul pic correspondant à la fréquence fondamentale
Un pic principal accompagné de plusieurs harmoniques

Un seul pic correspondant à la fréquence fondamentale

Explication

Un son pur se reconnaît à un spectre qui ne contient que sa fréquence fondamentale, représentée par un seul pic. Un pic principal accompagné d’harmoniques caractérise plutôt un son composé.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 10 flashcards sur Le son et ses caractéristiques.

Qu'est-ce qu'un signal sonore périodique ?

Un signal avec répétition régulière d'un même motif élémentaire.

Quelle est la formule liant fréquence et période d'un signal périodique ?

f=1Tf=\frac{1}{T} avec f en hertz et T en seconde.

Qu'est-ce qu'un son pur en termes de représentation temporelle et spectrale ?

Il a une représentation sinusoïdale et un spectre avec seulement la fréquence fondamentale f0.

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