Chapitre 11 − Le son

1. Emission et propagation d’un son

1.1 Emission

Un signal sonore est produit par la vibration d’un objet (= vibrateur). La présence d’une caisse de résonance (=résonateur) amplifie ce signal.

exemples :

assets/vibrationDiapason.mp4

assets/bougie.mp4

assets/voix.mp4

1.2 Propagation

Un signal sonore a besoin d’un milieu matériel pour se propager. Il ne se propage pas dans le vide.

Un signal sonore est une vibration qui se propage de proche en proche dans le milieu de propagation.

simulation

1.3 Vitesse de propagation

La vitesse de propagation v d’un signal sonore dépend du milieu de propagation et de ses caractéristiques (masse volumique, température, pression…).

\[v = \frac{d}{Δt}\]

v : vitesse en m·s−1
d : distance en m
Δt : durée de parcours en s

exemples :

la densité du matériau augement généralement la vitesse

Dans l’air la vitesse du son vaut 340 m.s-1

Point math km/h et m/s

\(\begin{aligned} 1\text{ m/s}\qquad\qquad &= \qquad\qquad \text{_______ m/h }\qquad\qquad &= \qquad\qquad \text{_______ km/h}\\ 1\text{ km/h}\qquad\qquad &= \qquad\qquad \text{_______ m/h}\qquad\qquad &= \qquad\qquad \text{_______ m/s}\\ \end{aligned}\)

assets/ÉruptionPapouasie-nouvelle-guinée.mp4

assets/murSon.mp4

Exercices 4 et 5 p. 216

2. Signaux sonores périodiques

Un signal sonore est périodique si son enregistrement présente la répétition régulière d’un même motif.

3. Période d’un signal

La période T d’un phénomène périodique est la durée qui sépare deux instants successifs ou la grandeur reprend la même valeur, avec le même sens de variation. C’est aussi la durée du motif. Elle s’exprime en secondes

un élève au tableau vient noter le motif

on note T = t2 - t1

T = t2 - t1

4. Fréquence d’un signal périodique

La fréquence d’un phénomène périodique est le nombre de fois que le phénomène se répète par seconde.

\[f = \frac{1}{T}\]

f : fréquence en Hz (= s−1)
T : période en s

Exercices 6, 7, 8 p. 216

5. Perception d’un son

5.1 domaine des fréquences audibles

L’oreille humaine est sensible aux ondes sonores de fréquences comprises entre 20 Hz et 20 kHz. En dessous de 20 Hz on parle d’infrason et au dessus de 20 kHz on parle d’ultrason.

sons

HP + Générateur de fréquence + webcam + oscillo

Exercice : détermine le domaine des périodes pour les sons audibles.

5.2 hauteur d’un son

La hauteur d’un son correspond à la fréquence f du signal sonore.
Plus elle est élevée plus le son produit est aigu.
Plus la fréquence est faible plus le son produit est grave.

5.3 timbre d’un son

Le timbre est l’identité sonore d’une voix ou d’un instrument de musique.
Le timbre d’un son dépend de la forme du signal sonore.

exp. analyse de son

Exexrcices 11, 16 p. 217 - 218

5.4 intensité d’un son

L’intensité sonore correspond à l’amplitude du signal sonore. Elle est liée au volume perçu.

5.5 niveau d’intensité sonore

Le niveau d’intensité sonore traduit le niveau sonore perçu par une oreille humaine “normale”. Il s’exprime en dB et se mesure avec un sonomètre.

0 dB est le son le plus faible audible par une bonne oreille humaine.

sonomètre

assets/ComprendreNiveauSonore.mp4

Exercices 13 p. 217 et 18 p. 218

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