Analyser un spectre en fréquence d'un son. Enseignement scientifique (3/3)

Summary

Cette vidéo explore les différents types de sons rencontrés en acoustique : les bruits, les sons purs et les sons composés. Elle décrit comment analyser le spectre en fréquence de ces sons pour les caractériser, en montrant que les bruits sont aléatoires et non périodiques, tandis que les sons purs et composés sont associés à des signaux périodiques. Les spectres permettent de différencier des sons ayant la même hauteur mais des timbres distincts, grâce à leurs harmoniques. L'analyse spectrale en temps réel explique pourquoi nous pouvons distinguer des instruments comme le violon et le piano ou reconnaître la voix d'un proche.

Takeaways

• 😀 L'analyse du spectre en fréquence permet de caractériser un son en acoustique.
• 😀 Les trois types de sons en acoustique sont les sons purs, les sons composés et les bruits.
• 😀 Les bruits ont un spectre avec de nombreux pics d'amplitude variée et aucun motif périodique identifiable.
• 😀 Les signaux périodiques (sons purs et composés) présentent un spectre avec un ou plusieurs pics distincts.
• 😀 Un son pur se caractérise par un seul pic dans son spectre, tandis qu'un son composé en a plusieurs.
• 😀 Le premier pic dans le spectre d'un son pur est appelé fondamental, et les suivants sont des harmoniques.
• 😀 Les harmoniques sont des multiples de la fréquence fondamentale.
• 😀 La hauteur du son correspond à la fréquence du premier pic du spectre.
• 😀 Deux sons ayant la même hauteur (même fréquence fondamentale) peuvent avoir des timbres différents en raison de leurs harmoniques.
• 😀 Les différences de timbre se traduisent par des compositions spectrales distinctes, influencées par les harmoniques et leurs amplitudes.
• 😀 L'oreille humaine réalise une analyse spectrale constante des sons perçus, ce qui permet de différencier les instruments et les voix.

Q & A

Qu'est-ce qu'un spectre en fréquence et comment est-il utilisé pour analyser un son ?

Un spectre en fréquence représente la distribution des différentes fréquences présentes dans un son. Il est utilisé pour analyser un son en montrant comment les amplitudes des différentes fréquences varient, ce qui permet de caractériser et différencier les types de sons.

Quels sont les trois types de sons présentés dans la vidéo ?

Les trois types de sons présentés sont : les sons purs, les sons composés, et les bruits.

Comment le spectre d'un bruit se distingue-t-il de celui d'un son périodique ?

Le spectre d'un bruit montre un grand nombre de pics d'amplitude variable, sans relation apparente entre les fréquences. Le signal lui-même est non périodique, ce qui signifie qu'il n'a pas de motif répétitif.

Quelle est la différence entre un son pur et un son composé sur un spectre en fréquence ?

Un son pur présente un seul pic dans son spectre, correspondant à sa fréquence fondamentale, tandis qu'un son composé présente plusieurs pics, le premier étant la fréquence fondamentale et les suivants étant des harmoniques.

Qu'est-ce que les harmoniques dans un spectre en fréquence ?

Les harmoniques sont des multiples de la fréquence fondamentale d'un son. Elles apparaissent comme des pics supplémentaires sur le spectre et contribuent à la couleur ou au timbre du son.

Comment détermine-t-on la hauteur d'un son à partir de son spectre en fréquence ?

La hauteur d'un son est déterminée en observant la fréquence associée au premier pic dans le spectre en fréquence, qui correspond à la fréquence fondamentale du son.

Pourquoi deux sons ayant la même fréquence fondamentale peuvent-ils avoir un timbre différent ?

Deux sons ayant la même fréquence fondamentale peuvent avoir un timbre différent en raison de différences dans leurs harmoniques. Les différences dans le nombre, l'amplitude et l'ordre des harmoniques créent des spectres distincts qui modifient la perception du timbre.

Que représente le 'fondamental' dans un spectre en fréquence ?

Le 'fondamental' est la fréquence de base, représentée par le premier pic dans le spectre en fréquence. Il définit la hauteur perçue du son.

Qu'est-ce qu'un son périodique ?

Un son périodique est un son qui se répète à intervalles réguliers. Il est caractérisé par un motif élémentaire qui se reproduit, et son spectre en fréquence montre des pics réguliers correspondant aux multiples de sa fréquence fondamentale.

En quoi consiste l'analyse spectrale réalisée par l'oreille humaine ?

L'oreille humaine effectue une analyse spectrale en temps réel, détectant les fréquences et leur distribution dans les sons perçus. Cela permet de différencier les sons en fonction de leur hauteur et de leur timbre, comme dans le cas de différents instruments jouant la même note.