ACOUSTIQUE

I – Nature du son

Un son est créé par une vibration.Le son est un phénomène mécanique qui se propage dans l’air.Le diapason qui vibre entraine un déplacement des molécules de l’air qui sont autour de lui.

L’air se déplace autour du diapason ou de la sourcedu son comme des ronds dans l’eau d’un étang après qu’on est jeté une pierre.

dépression dépression

compression compression compression

Les vibrations mécaniques du haut- parleur provoquent alternativement des compressions et des dépressions dans les couches d’air voisines ; les variations de pressions se propagent dans l’espace environnant.

Le son a besoin d'un milieu matériel pour se propager.Le son ne se propage pas dans le vide.

II – Caractéristiques d'un son

1°) Visualisation d'un son

Le récepteur naturel des signaux sonore , c’est oreille.D’autres ont été inventés, le microphone par exemple

Le microphone transforme les vibrations mécaniques en tension , qui peut être visualisée sur l'oscilloscope. On peut ainsi « visualiser » un son.

Bruit : Son dont la forme d'onde est sans période

Son composé : Son dont la forme d'onde est périodique

Son pur :Son dont la forme d'onde est une sinusoide

Les trois caractéristiques d'un son sont la hauteur, le timbre et l'intensité.

2°) La hauteur

La hauteur d'un son indique si le signal est aigu ou grave.Elle dépend de la fréquence du signal

L'oreille humaine peut entendre des sons de 30 Hz à 20000 Hz.

3°) Le timbre

Pour une même fréquence, les sons peuvent sont perçus différemment lorque les formes d'ondes du signal sont différentes

La sinusoïde : la forme la plus pure qui existe. Le son correspondant est doux à l'oreille. Ce type de son est produit par une flute.

Le triangulaire : trés légèrement agressif, ce type de son se prête à merveille à de nombreux effets.

La dent de scie : plus agressif que le triangulaire. C'est le type de son que produit un violon.

Le carré : un son parfaitement artificiel, trés riche en harmoniques Le son électronique par excellence.

Extrait d'une voix : les sons naturels sont infiniment plus riches et complexes que les sons artificiels. Aucune période ne ressemble exactement à une autre.

4°) L'intensité acoustique

On sait que le son se propage à partir d’une source ponctuelle en sphères concentriques

I = P / S

P: Puissance de la source S S: Surface de la sphère atteinte

( S = 4πR²)

L’intensité acoustique se mesure en Watt par mètre carré

L’intensité acoustique I indique la puissance du son est une unité de mesure utile pour les physiciens. Il ne se mesure pas avec un appareil , mais se calcule Ce n’est pas le son que nous entendons.

5°) L'intensité sonore

Pour avoir une idée de l’intensité du son que perçoit l’oreille, il faut calculer l’intensité sonore grâce à la formule:

0II log 10 L = avec I0 = 10-12 W/m²

L’intensité sonore se mesure en décibel avec un sonomètre.

6°) La vitesse du son

Quand les deux microphones m1 et m2 à 5 cm du haut-parleur: les deux signaux observés à l’écran sont en phase (comme indiqué sur le schéma ci-dessus).

Le microphone m1 étant toujours éloigné à 5 cm du haut-parleur, si on éloigne, le long de la règle graduée, le microphone m2 jusqu’à obtenir à nouveau les deux signaux en phase sur l’écran de l’oscilloscope.

La différence entre ces deux distances où les signaux sont en phase est la longueur d'onde du signal , l. Comme on connait la fréquence f d'émission du son, elle permet de calculer la vitesse du son C = l / T = l f

La vitesse du son est 330 m/s dans l'air.La vitesse du son varie en fonction du milieu de propagation du son