Fiche de révision : Notions fondamentales sur le son

📋 Plan du Cours

1. Production et propagation du son
2. Perception auditive et fréquences
3. Intensité, hauteur et timbre
4. Vitesse du son dans l’air
5. Phase et déphasage acoustiques
6. Longueur d’onde et périodicité

📖 1. Production et propagation du son

🔑 Notions clés & Définitions

• Son : Sensation auditive provoquée par une vibration.

★ À maîtriser

• L’existence d’un son nécessite trois éléments :

  • une source qui le produit
  • un milieu qui transmet la vibration
  • un récepteur, l’oreille et l’ouïe

• La vibration à l’origine du son peut être provoquée par :

  • un choc
  • un frottement
  • une variation de pression
  • une stimulation électrique

• La source impose des variations de pression au milieu élastique, qui se transmettent de proche en proche sous forme d’ondes sonores sans déplacement net de matière, mais avec transmission d’énergie.

Compléments

📌 Les sons ne se propagent pas dans le vide, mais se propagent dans l’air et dans tout milieu élastique.

• La propagation sonore s’atténue avec la distance, et l’amortissement dû à la viscosité de l’air croît avec la fréquence, de sorte que les sons aigus portent moins loin que les sons graves à intensité égale.

💡 Astuce mémo

Source vibrante → milieu élastique → récepteur

📖 2. Perception auditive et fréquences

🔑 Notions clés & Définitions

• Hertz : Unité de mesure de la fréquence correspondant à une oscillation par seconde.

★ À maîtriser

• L’oreille humaine est sensible aux fréquences comprises entre 20 Hz et 20 000 Hz.

📌 Les infrasons ont une fréquence inférieure à 20 Hz, tandis que les ultrasons dépassent 20 000 Hz.

Compléments

• Les infrasons peuvent être perçus par la paroi abdominale, tandis que seuls certains animaux, notamment les chiens, les chauves-souris et les dauphins, perçoivent les ultrasons.

💡 Astuce mémo

Infrasons sous 20 Hz, sons audibles de 20 à 20 000 Hz, ultrasons au-dessus

📖 3. Intensité, hauteur et timbre

🔑 Notions clés & Définitions

• Intensité sonore : Dépend de la pression acoustique créée par la source : plus cette pression est importante, plus le volume est élevé.
• Hauteur tonale : Dépend des vibrations de l’objet sonore : plus l’objet vibre rapidement, plus le son est aigu.

• Timbre : Déterminé par le nombre et l’intensité des harmoniques et permet de reconnaître une voix ou un instrument.
• Octave : Intervalle entre deux notes dont l’une a une fréquence double de l’autre.

📝 Points essentiels

• Le La 440 correspond à une source qui vibre 440 fois par seconde.

• Un son complexe comprend une fréquence fondamentale et des harmoniques, qui sont des multiples entiers de cette fréquence.

📖 4. Vitesse du son dans l’air

★ À maîtriser

• Dans l’air, la vitesse du son augmente avec la température.

• La vitesse du son dans l’air est de 331 m/s à 0 °C et de 340 m/s à 20 °C.

Compléments

• À 20 °C, le son parcourt un mètre en 2,94 millisecondes, valeur arrondie à 3 ms par mètre pour les calculs rapides.

• Pour estimer la distance d’un orage, chaque seconde entre l’éclair et le tonnerre correspond à environ 340 m.

📖 5. Phase et déphasage acoustiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Phase : Deux ondes ne sont pas décalées dans le temps.

• Déphasage : Décalage dans le temps d’une onde par rapport à une autre.

📝 Points essentiels

• La phase acoustique dépend essentiellement de l’emplacement des microphones qui captent une même source.

📖 6. Longueur d’onde et périodicité

🔑 Notions clés & Définitions

• Longueur d’onde : Distance séparant deux points consécutifs du milieu qui vibrent en phase.

★ À maîtriser

📐 Formule - Si deux points qui vibrent en phase sont séparés par une distance d, alors $d = k\lambda$, avec $k \in \mathbb{N}^*$.

• Pendant une période T, une onde parcourt une distance égale à sa longueur d’onde λ.

Compléments

• Une onde progressive périodique possède une périodicité temporelle T et une périodicité spatiale λ.