QCM : Le son et ses caractéristiques — 20 questions

Explication

Une onde sonore est produite par la vibration d’un objet, comme une corde de guitare ou les cordes vocales. Une caisse de résonance peut renforcer le son, mais elle n’est pas à l’origine de sa création.

Explication

Le son se transmet de proche en proche grâce au déplacement des compressions entre les molécules, sans transport global de matière. Les molécules oscillent autour de leur position au lieu de voyager avec l’onde.

Explication

Le son a besoin d’un milieu matériel, tel que l’air, l’eau ou le bois, pour se propager. Dans le vide, l’absence de matière empêche la transmission des vibrations sonores.

Explication

La vitesse du son est d’environ 340 m/s dans l’air, 1 500 m/s dans l’eau et 5 000 m/s dans l’acier. Elle varie donc selon le milieu traversé, contrairement à l’idée d’une vitesse identique partout.

Explication

Dans un milieu donné, la vitesse du son augmente lorsque la température s’élève. La température ne supprime donc pas la propagation et ne rend pas la vitesse indépendante des conditions du milieu.

Explication

La relation $v = \frac{d}{\Delta t}$ donne ici $v = \frac{680}{2} = 340\ \text{m/s}$. La multiplication de la distance par la durée ne correspond pas à la formule de la vitesse.

Explication

La fréquence indique le nombre de vibrations des molécules d’air par seconde et se mesure en hertz. La durée d’un motif correspond plutôt à la période, qui s’exprime en secondes.

Explication

L’être humain perçoit généralement les fréquences comprises entre 20 Hz et 20 000 Hz. Les fréquences inférieures ou supérieures à cet intervalle se situent hors du domaine audible humain.

Explication

Les infrasons ont une fréquence inférieure à 20 Hz et les ultrasons une fréquence supérieure à 20 000 Hz. Ces deux catégories se situent donc en dehors du champ auditif humain, même si certains animaux peuvent percevoir les ultrasons.

Explication

L’analyse passe par la conversion du signal sonore en signal électrique, qui peut ensuite être affiché sur un écran. Observer directement la couleur ou remplacer le signal par une fréquence ne décrit pas cette démarche.

Explication

Le motif élémentaire est la portion du signal qui se répète. La durée de cette répétition correspond à la période, tandis que le nombre de répétitions par seconde correspond à la fréquence.

Explication

La période est la durée nécessaire à la répétition d’un motif élémentaire. Le nombre de motifs par seconde désigne la fréquence, et non la période.

Explication

La relation $f = \frac{1}{T}$ donne ici $f = \frac{1}{0{,}002} = 500\ \text{Hz}$. La période s’exprime en secondes et son inverse donne la fréquence en hertz.

Explication

La hauteur correspond à la fréquence de vibration, c’est-à-dire au nombre de vibrations périodiques par seconde. La forme du signal caractérise plutôt le timbre.

Explication

Une vibration rapide correspond à une fréquence élevée et produit un son aigu ou haut. L’intensité et le timbre sont des caractéristiques différentes de la hauteur.

Explication

Le timbre constitue l’identité sonore d’un instrument et dépend de la forme du signal sonore. La fréquence détermine plutôt la hauteur du son.

Explication

L’amplitude correspond en général à la valeur maximale du signal. Le niveau sonore, lui, s’exprime en décibels et ne désigne pas directement cette valeur maximale.

Explication

Une intensité sonore plus grande correspond à une amplitude de signal plus grande. Cette variation d’intensité n’implique pas nécessairement une modification de la fréquence.

Explication

Le niveau d’intensité sonore permet de comparer les sons et s’exprime en décibels. La période et la fréquence décrivent la répétition du signal, tandis que l’amplitude correspond à sa valeur maximale.

Explication

L’échelle du niveau d’intensité sonore n’est pas linéaire : le doublement de l’intensité entraîne une augmentation de $3\ \text{dB}$. Une hausse de $10\ \text{dB}$ correspondrait à une autre variation d’intensité.