QCM : Son et musique (9 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Lorsqu’un son se propage dans un milieu, quelle grandeur physique varie ?

La vitesse du milieu de propagation
La fréquence propre du milieu de propagation
La pression du milieu de propagation
L’énergie totale du milieu de propagation

La pression du milieu de propagation

Explication

Le son correspond à une variation de pression dans le milieu où il se propage, qu’il soit solide, liquide ou gazeux. La vitesse, l’énergie et la fréquence ne désignent pas cette grandeur définissant le son.

2. Dans une expérience, une cloche sonne sous une enceinte dont on retire progressivement l’air ; que se passe-t-il lorsque l’enceinte est devenue vide ?

Le son se propage avec une intensité plus grande
Le son se propage plus lentement jusqu’à l’observateur
Le son ne se propage plus jusqu’à l’observateur
Le son se propage avec une fréquence plus élevée

Le son ne se propage plus jusqu’à l’observateur

Explication

La propagation sonore nécessite un milieu matériel, car le son se transmet par les variations de pression de ce milieu. L’idée que les vibrations se propagent dans le vide néglige cette nécessité ; la lumière, elle, peut se propager dans le vide, et le vide n’amplifie pas un son.

3. Un son composé contient des fréquences de 180 Hz, 360 Hz et 540 Hz ; quelle est sa fréquence fondamentale ?

1 080 Hz
180 Hz
360 Hz
540 Hz

180 Hz

Explication

La fréquence fondamentale est la plus petite fréquence composant le son ; ici, c’est 180 Hz. Choisir 540 Hz revient à prendre la plus grande fréquence, tandis que 360 Hz est une fréquence harmonique et que 1 080 Hz correspond à leur somme.

4. Que désigne un échantillonnage précis d’un son numérisé ?

Une conversion du son en une seule mesure représentant toute sa durée
Des mesures plus nombreuses prises à des intervalles de temps plus courts
Un stockage du son sans mesure de ses variations au cours du temps
Des mesures moins nombreuses prises à des intervalles de temps plus longs

Des mesures plus nombreuses prises à des intervalles de temps plus courts

Explication

Un échantillonnage précis repose sur davantage de mesures, séparées par des intervalles plus courts, donc sur une fréquence d’échantillonnage élevée. Des mesures espacées dans le temps correspondent au contraire à une fréquence plus faible et rendent l’échantillonnage moins précis.

5. À la distance dd d’une source sonore, quelle expression donne l’intensité sonore en fonction de la puissance PP de la source ?

I=P4πd2I=\frac{P}{4\pi d^2}, car la puissance se répartit sur la surface d’une sphère
I=4πd2PI=\frac{4\pi d^2}{P}, car l’intensité est l’inverse de la puissance
I=P4πdI=\frac{P}{4\pi d}, car la puissance se répartit sur le périmètre d’un cercle
I=Pd2I=\frac{P}{d^2}, car la propagation isotrope ne fait intervenir aucune constante géométrique

$$I=\frac{P}{4\pi d^2}$$, car la puissance se répartit sur la surface d’une sphère

Explication

La propagation isotrope répartit la puissance sur la surface sphérique 4πd24\pi d^2, d’où l’intensité égale à la puissance divisée par cette surface. L’expression avec le périmètre d’un cercle ne correspond pas à une répartition de l’énergie sur une sphère.

6. Quel est le rôle de l’intensité de référence I0I_0 dans la définition du niveau sonore en décibels ?

Elle représente la puissance totale émise par la source sonore dans toutes les directions.
Elle correspond à la somme directe des niveaux sonores produits par plusieurs sources.
Elle indique la distance à laquelle l’intensité sonore est mesurée autour de la source.
Elle sert de valeur de comparaison pour exprimer l’intensité sonore sous forme logarithmique.

Elle sert de valeur de comparaison pour exprimer l’intensité sonore sous forme logarithmique.

Explication

L’intensité de référence permet de comparer l’intensité mesurée à une valeur de référence dans la relation logarithmique du niveau sonore. La puissance de la source intervient dans le calcul de l’intensité, mais elle n’est pas définie par cette intensité de référence.

7. Comment la fréquence d’échantillonnage minimale imposée par le critère de Nyquist-Shannon se compare-t-elle à la fréquence maximale d’un signal périodique ?

Elle doit être égale à la fréquence maximale du signal.
Elle doit être supérieure au double de la fréquence maximale du signal.
Elle doit être égale au double de la fréquence maximale du signal.
Elle doit être supérieure à la moitié de la fréquence maximale du signal.

Elle doit être supérieure au double de la fréquence maximale du signal.

Explication

Le critère de Nyquist-Shannon exige une fréquence d’échantillonnage strictement supérieure à deux fois la fréquence maximale présente dans le signal. Une fréquence égale au double ne satisfait pas cette inégalité stricte.

8. Pourquoi une source sonore ne peut-elle pas transmettre un son dans le vide ?

Parce que le son est une variation de pression qui nécessite un milieu matériel pour se propager.
Parce que les vibrations sonores se transforment en lumière en l’absence de matière.
Parce que la pression du son ne varie que dans les milieux liquides et gazeux.
Parce que le vide absorbe l’énergie sonore avant qu’elle puisse quitter la source.

Parce que le son est une variation de pression qui nécessite un milieu matériel pour se propager.

Explication

Le son correspond à une variation de pression et sa propagation exige un milieu matériel, solide, liquide ou gazeux. L’idée d’une absorption par le vide est erronée : le problème est l’absence de milieu permettant la propagation.

9. Pour analyser un son composé par la méthode de Fourier, comment faut-il le représenter à partir de sa fréquence fondamentale ?

Comme une somme de sons purs dont les fréquences sont des fractions de la fréquence fondamentale
Comme une somme de sons purs dont les fréquences sont des multiples de la fréquence fondamentale
Comme une somme de sons purs dont les amplitudes sont des multiples de la fréquence fondamentale
Comme un son pur unique dont la fréquence correspond à la fréquence fondamentale

Comme une somme de sons purs dont les fréquences sont des multiples de la fréquence fondamentale

Explication

La décomposition de Fourier représente un son composé par une somme de sons purs, avec des fréquences multiples de la fréquence fondamentale. L’option portant sur des fractions de cette fréquence inverse la relation décrite.

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Mémorisez les réponses avec 10 flashcards sur Son et musique.

Qu’est-ce que le son dans un milieu de propagation ?

Une variation de pression.

De quoi la propagation du son a-t-elle besoin ?

D’un milieu matériel.

Qu’est-ce que la fréquence fondamentale d’un son composé ?

La plus petite fréquence qui le compose.

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