Fiche de révision : Propriétés des ondes et mesures sonores

📋 Plan du Cours

1. Caractéristiques des ondes périodiques
2. Audition et types de sons
3. Intensité et puissance sonore
4. Niveau sonore et logarithmes
5. Atténuation par absorption
6. Atténuation géométrique

📖 1. Caractéristiques des ondes périodiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Période : Durée nécessaire pour que le phénomène se répète et s’exprime en secondes.
• Fréquence : Nombre de répétitions du phénomène en une seconde et s’exprime en hertz.
• Longueur d’onde : Distance parcourue par l’onde pendant une période et s’exprime en mètres.

📝 Points essentiels

• Les ondes transportent de l’énergie sans transporter de matière.

• Le cours distingue les ondes mécaniques (OEM) et les ondes électromagnétiques (OMPP).

📐 Formule - La période et la fréquence sont liées par $T = \frac{1}{f}$ et $f = \frac{1}{T}$.

📐 Formule - La longueur d’onde vérifie $\lambda = vT$ et, dans les relations données pour la lumière, $\lambda = cT = \frac{c}{f}$.

📖 2. Audition et types de sons

📝 Points essentiels

📌 Les sons audibles par l’oreille humaine ont une fréquence comprise entre 20 Hz et 20 000 Hz.

📌 Les infrasons sont situés sous la zone des sons audibles, tandis que les ultrasons sont situés au-dessus.

💡 Astuce mémo

Infrasons sous l’audible, ultrasons au-dessus

📖 3. Intensité et puissance sonore

📝 Points essentiels

• L’intensité sonore I est la puissance transportée P par unité de surface S.

📐 Formule - L’intensité sonore vérifie $I = \frac{P}{S}$ et s’exprime en watts par mètre carré.

• Le seuil d’audibilité est $I_0 = 1{,}0 \times 10^{-12}\ \mathrm{W\cdot m^{-2}}$ et le seuil de douleur est $I_d = 25\ \mathrm{W\cdot m^{-2}}$.

💡 Astuce mémo

La puissance sonore se répartit sur une sphère autour de la source

📖 4. Niveau sonore et logarithmes

🔑 Notions clés & Définitions

• Niveau sonore : Grandeur exprimée en décibels (dB) qui permet de représenter de façon plus compacte les grandes différences d’intensité sonore et se mesure avec un sonomètre.

📝 Points essentiels

📐 Formule - Le niveau sonore est donné par $L = 10\log\left(\frac{I}{I_0}\right)$, avec $I_0 = 1{,}0 \times 10^{-12}\ \mathrm{W\cdot m^{-2}}$.

📐 Formule - L’intensité se retrouve à partir du niveau sonore par $I = I_0\,10^{L/10}$.

📌 Si l’intensité sonore double, le niveau sonore augmente de 3 dB.

📌 Les intensités sonores s’additionnent, contrairement aux niveaux sonores qui ne s’additionnent pas.

💡 Astuce mémo

Les intensités s’additionnent, pas les niveaux sonores

📖 5. Atténuation par absorption

🔑 Notions clés & Définitions

• Atténuation par absorption : Grandeur exprimée en décibels qui évalue l’efficacité d’un matériau à lutter contre la transmission d’un bruit.

📝 Points essentiels

• Lorsqu’une onde sonore rencontre un obstacle, elle peut être :
  • transmise
  • réfléchie
  • absorbée

📐 Formule - L’atténuation par absorption vérifie $A = L_{\mathrm{incident}} - L_{\mathrm{transmis}} = L_{\mathrm{vide}} - L_{\mathrm{matériau}}$.

💡 Astuce mémo

À l’obstacle, le son peut être transmis, réfléchi ou absorbé

📖 6. Atténuation géométrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Atténuation géométrique : Diminution du niveau sonore, exprimée en décibels, lorsque la distance entre le récepteur et la source sonore augmente.

📝 Points essentiels

📐 Formule - L’atténuation géométrique vérifie $A = L_{\mathrm{proche}} - L_{\mathrm{éloigné}}$.

• Lorsque la distance à la source sonore est multipliée par 2, l’atténuation géométrique est de 6 dB.

💡 Astuce mémo

Distance à la source multipliée par deux → niveau diminué de 6 dB

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des atténuations sonores