SYMPA
# Type your text hereI. Nature d’un son Une onde est la propagation d’une perturbation dans un milieu. Une onde transporte de l’énergie mais pas de matière. Le son est une onde mécanique longitudinale produite par une vibration de l’air qui crée, au voisinage d’une source, des compressions et des dilatations qui se propagent dans le milieu matériel : c’est l’onde sonore. II. Caractéristiques des sons purs et complexes Le spectre d’amplitude d’un son périodique est la représentation de l’amplitude en fonction de la fréquence de l’onde. La décomposition de Fourier d’un signal permet d’obtenir son spectre d’amplitude. a) Son pur Ce signal est pur car le signal périodique est sinusoïdal. On observe alors une seule fréquence sur le spectre d’amplitude d’un son pur, un pic unique (celui du fondamental). b) Son complexe Si le signal périodique n’est pas sinusoïdal, le son musical est complexe. Son spectre d’amplitude présente un pic à la fréquence f1, égale à la fréquence du signal : c’est le premier harmonique, aussi appelé fondamental. Un son complexe présente également d’autres pics d’amplitudes variables, ce sont les harmoniques de rang n (avec n > 1) dont la fréquence est multiple de celle du fondamental : Avec f1 et fn : les fréquences exprimées en Hz ; n : un entier sans unité. III. Hauteur et timbre d’un son La hauteur d’un son est la caractéristique qui donne sensation qu’un son est plus aigu ou plus grave qu’un autre. Plus la hauteur est élevée et plus le son est aigu. Elle est égale à la fréquence du fondamental. Deux sons, de même hauteur, joués par des instruments différents, ne sont pas perçus de la même manière. Le timbre d’un son est la qualité du son qui permet de distinguer des notes, de même hauteur, jouées par des instruments différents. Il est alors lié au nombre d’harmoniques et à leurs amplitudes. IV. Intensité acoustique et niveau sonore La sensation auditive humaine n’est pas proportionnelle à l’intensité sonore reçue. En effet, quand deux trompettes jouent ensemble, l’intensité sonore est deux fois plus grande par rapport à une seule trompette, car les intensités acoustiques s’additionnent, mais le son ne paraît pas deux fois plus fort. Lorsque l’intensité acoustique double, le niveau sonore augmente de 3 dB. Pour quantifier cette sensation sonore, on définit la grandeur appelée niveau sonore, notée L, sachant que : Avec : -L : le niveau sonore, en décibel (dB) -I : l’intensité acoustique, en W.m-2 -I0 : l’intensité correspondant au seuil d’audibilité de l’oreille humaine : I0 = 10−12 W. m−2 Ainsi, connaissant le niveau sonore L, il est possible de calculer l’intensité acoustique avec la relation suivante : V. Sensibilité de l’oreille humaine Notre oreille a des seuils d’audibilité et de douleur qui dépendent de la fréquence du son reçu. Le domaine de fréquences audibles est compris entre 20 Hz et 20 000 Hz. Parmi les fréquences audibles, les plus graves et les plus aiguës sont mal perçues et deviennent gênantes voire dangereuses à fort volume.