Fiche de révision : Sons et perception auditive

📋 Plan du Cours

1. Production des sons
2. Propagation des sons
3. Signaux sonores périodiques
4. Hauteur et domaine audible
5. Timbre et forme du signal
6. Intensité et risques auditifs

📖 1. Production des sons

🔑 Notions clés & Définitions

• Production d’un son : Objet qui vibre et transmet ses vibrations à l’air qui l’entoure.

★ À maîtriser

📌 La fréquence d’un son périodique est égale à la fréquence des vibrations de l’objet émetteur.

Compléments

• La caisse de résonance d’un instrument favorise la transmission du son à l’air en étant mise en vibration par l’objet émetteur, comme une corde de guitare ou la peau d’un djembé.

💡 Astuce mémo

Objet vibrant → vibrations transmises à l’air → son

📖 2. Propagation des sons

🔑 Notions clés & Définitions

• Propagation d’un son : Perturbation de la matière qui se propage de proche en proche sans transport de matière.

📝 Points essentiels

📌 Un son ne peut pas se propager dans le vide et se propage très mal dans certains milieux, comme le polystyrène expansé.

• La vitesse de propagation du son dépend du milieu et vaut environ 340 m · s⁻¹ dans l’air et 1 500 m · s⁻¹ dans l’eau.

💡 Astuce mémo

Dans la matière, le son avance ; dans le vide, il s’arrête

📖 3. Signaux sonores périodiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Son périodique : Signal électrique correspondant périodique.
• Période et fréquence : La période T est exprimée en secondes et la fréquence f est exprimée en hertz.

📝 Points essentiels

• Un microphone transforme un signal sonore en signal électrique afin de permettre sa visualisation.

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

💡 Astuce mémo

Microphone → signal électrique → période T → fréquence f

📖 4. Hauteur et domaine audible

★ À maîtriser

📌 Plus la fréquence d’un son est élevée, plus le son est aigu ; plus la fréquence est faible, plus le son est grave.

• L’oreille humaine normale perçoit généralement les fréquences comprises entre 20 Hz et 20 000 Hz, soit 20 kHz.

Compléments

• Les éléphants communiquent en émettant des infrasons de fréquence inférieure à 20 Hz, tandis que les chiens entendent des ultrasons de fréquence supérieure à 2 000 Hz.

💡 Astuce mémo

Fréquence élevée = son aigu ; fréquence faible = son grave

📖 5. Timbre et forme du signal

🔑 Notions clés & Définitions

• Timbre d’un son : Caractéristique qui différencie deux sons de même hauteur et de même niveau sonore.

📝 Points essentiels

• Une guitare et un violon jouant tous deux un La3 produisent la même fréquence de 220 Hz, mais leurs signaux ont des formes différentes et leurs timbres diffèrent.

💡 Astuce mémo

Même hauteur, forme différente : guitare ≠ violon

📖 6. Intensité et risques auditifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Niveau d’intensité sonore : Exprimé en décibels, il permet de comparer les sons et varie de 0 dB au seuil d’audibilité à 120 dB au seuil de douleur.

★ À maîtriser

📌 Plus l’intensité sonore est élevée, plus l’amplitude du signal est élevée.

📌 Les sons présentent des risques dès 85 dB et des dommages auditifs peuvent survenir à partir de 90 dB, même si la douleur n’apparaît réellement que vers 120 dB.

• Les lésions auditives sont irréversibles car les cellules sensorielles de l’oreille ne peuvent pas se régénérer.

Compléments

📌 L’échelle du niveau d’intensité sonore n’est pas linéaire : lorsque l’intensité sonore est doublée, le niveau sonore n’augmente que de 3 dB.

• Les dommages auditifs peuvent se manifester par:
  • une surdité partielle ou totale
  • une hyperacousie
  • des acouphènes

💡 Astuce mémo

Intensité et durée d’exposition élevées → lésions auditives irréversibles

📊 Tableaux de synthèse

Caractéristiques d’un son