Emission et Perception d'un Son PDF

Cours Émission et perception d’un son Chapitre 4 I – Émission et propagation d’un signal sonore 1 ) Comment produire un son ? Un son peut être produit par un objet qui vibre et qui transmet ses vibrations à l’air qui l’en...

Cours Émission et perception d’un son Chapitre 4 I – Émission et propagation d’un signal sonore 1 ) Comment produire un son ? Un son peut être produit par un objet qui vibre et qui transmet ses vibrations à l’air qui l’entoure. La caisse de résonance favorise la transmission du son à l’air. 2 ) Comment se propage un son ? Un son est une perturbation de la matière qui se propage de proche en proche : la matière constituant le milieu de propagation se déplace et bouscule la matière voisine, puis reprend sa place, mais il n’y a pas transport de matière. Un son ne peut donc pas se propager dans le vide. II – Vitesse de propagation d’un signal sonore La vitesse des sons dépend du milieu de propagation. Exemples : 340 m.s-1 dans l’air ; 1500 m.s-1 dans l’eau III - Signal sonore périodique Période et fréquence d’un signal sonore périodique * Un microphone permet de transformer un signal sonore en un signal électrique que l’on peut visualiser. * Le son est dit périodique si le signal électrique correspondant est périodique, c’est à dire qu’il se reproduit identique à lui-même à intervalles de temps T (appelée période) réguliers. - période T : plus petite durée au bout de laquelle le signal périodique se répète. - fréquence f : le nombre de répétitions du signal par unité de temps 1 1 - lien entre f et T : f = ou T = T f Attention !!!! f en hertz (Hz) et T en seconde (s) * La fréquence d’un son périodique est égale à la fréquence des vibrations de l’objet émetteur IV – La perception des sons * Domaine de fréquences f des sons : Infrasons Sons audibles Ultrasons F < 20 Hz 20 Hz < f < 20 000 Hz 20 000 Hz < f * Un son peut être caractérisé par : - sa hauteur : caractéristique d’un son qui est relié à sa fréquence f exemple : un La3 joué par une guitare et par un violon ont la même hauteur car ils ont la même fréquence  - son timbre : caractéristique reliée à la forme du signal qui différencie deux sons de même hauteur exemple : les deux sons ci-dessus ont la même hauteur mais n’ont pas le même timbre ; cela se traduit par une différence de forme du signal sonore mais également une différence de perception par une oreille. - son amplitude A (en général la valeur maximale du signal sonore), son intensité sonore I (liée à l’énergie qui arrive sur l’oreille et exprimé en W.m-2) et son niveau d’intensité sonore L (lié à la sensation auditive et exprimé en décibel dB ; si l’on double l’intensité sonore L augmente de 3 dB) * Échelle de niveaux d’intensité sonore et dangers inhérents à l’exposition sonore. Dangers : - lésions irréversibles au niveau des cellules sensorielles de l’oreille Ce qui entraine les Dommages auditifs tels que : - la surdité - l’hyperacousie (sensibilité extrêmes aux sons) - les acouphènes (bourdonnements et sifflements permanents) Notions et contenus Capacités exigibles Activités expérimentales support de la formation Émission et propagation d'un Décrire le principe de l’émission d’un signal sonore par la mise en vibration d’un objet et l’intérêt de signal sonore. la présence d’une caisse de résonance. Expliquer le rôle joué par le milieu matériel dans le phénomène de propagation d’un signal sonore. Citer une valeur approchée de la vitesse de propagation d’un signal sonore dans l’air et la comparer à Vitesse de propagation d’un d’autres valeurs de vitesses couramment rencontrées. signal sonore. Mesurer la vitesse d’un signal sonore. Définir et déterminer la période et la fréquence d’un signal sonore notamment à partir de sa Signal sonore périodique, représentation temporelle. fréquence et période. Relation entre période et fréquence. Utiliser une chaîne de mesure pour obtenir des informations sur les vibrations d’un objet émettant un signal sonore. Mesurer la période d’un signal sonore périodique. Utiliser un dispositif comportant un microcontrôleur pour produire un signal sonore. Capacités mathématiques : identifier une fonction périodique et déterminer sa période. Perception du son : lien entre Citer les domaines de fréquences des sons audibles, des infrasons et des ultrasons. fréquence et hauteur ; lien Relier qualitativement la fréquence à la hauteur d’un son audible. Relier qualitativement intensité entre forme du signal et sonore et niveau d’intensité sonore. timbre ; lien qualitatif entre Exploiter une échelle de niveau d’intensité sonore et citer les dangers inhérents à l’exposition sonore. amplitude, intensité sonore et Enregistrer et caractériser un son (hauteur, timbre, niveau d’intensité sonore, etc.) à l’aide d’un niveau d’intensité sonore. dispositif expérimental dédié, d’un smartphone, etc. Échelle de niveaux d’intensité sonore.