Cours 1- Ondes sonores

Summary

Ce cours explore les concepts fondamentaux des ondes sonores, notamment leur propagation, l'intensité sonore, et la mesure du niveau sonore en décibels. Il explique comment l'intensité d'un son est liée à l'énergie qu'il transmet, la différence entre intensité et niveau sonore, et l'utilisation d'une échelle logarithmique pour faciliter la comparaison des sons. Le cours aborde également l'atténuation des sons, qu'elle soit géométrique (en raison de la propagation) ou par absorption. En conclusion, il met en évidence l'importance de comprendre ces concepts pour analyser et mesurer les sons dans différents contextes.

Takeaways

• 😀 Les ondes sonores sont des vibrations qui se propagent dans la matière sous forme d'ondes mécaniques de compression et dilatation.
• 😀 La période d'une onde sonore est le temps qu'il faut pour qu'elle se répète, tandis que la fréquence est le nombre de répétitions par seconde, mesuré en Hertz (Hz).
• 😀 La hauteur du son dépend de sa fréquence. Un son avec une fréquence plus élevée aura une hauteur plus aiguë.
• 😀 La longueur d'onde est la distance entre deux points de compression ou de dilatation successifs. Elle est inversement liée à la fréquence.
• 😀 La vitesse de propagation d'une onde sonore dépend de la fréquence et de la longueur d'onde et peut être calculée par la formule : v = λ × f.
• 😀 L'intensité sonore mesure l'énergie transportée par une onde, exprimée en watts par mètre carré (W/m²), et dépend de la surface du récepteur.
• 😀 L'oreille humaine peut percevoir une large gamme d'intensités sonores, allant de très faibles à très fortes.
• 😀 Le niveau sonore, mesuré en décibels (dB), permet de comparer l'intensité des sons de manière plus pratique grâce à une échelle logarithmique.
• 😀 Les niveaux sonores ne s'additionnent pas de manière linéaire. Par exemple, deux sons de 40 dB ne donneront pas un son de 80 dB lorsqu'ils sont combinés.
• 😀 L'atténuation sonore peut être due à la géométrie (expansion de l'onde sur une plus grande surface) ou à l'absorption par un matériau intermédiaire.
• 😀 L'intensité sonore et le niveau sonore sont liés par une formule logarithmique, et la conversion entre ces deux peut se faire à l'aide de l'intensité de référence et des logarithmes.

Q & A

Qu'est-ce qu'une onde sonore ?

Une onde sonore est une vibration qui se propage à travers un milieu (comme l'air, l'eau ou un solide) sous forme de compressions et dilatations, créant ainsi un phénomène mécanique de propagation d'énergie.

Comment peut-on qualifier un son ?

Un son peut être qualifié par sa fréquence, exprimée en Hertz (Hz), qui détermine sa hauteur, et par sa longueur d'onde, qui est la distance entre deux compressions ou dilatations successives.

Quelle est la relation entre la vitesse de l'onde, la longueur d'onde et la fréquence ?

La vitesse de l'onde est égale à la longueur d'onde multipliée par la fréquence, soit : V = λ * f, où V est la vitesse, λ la longueur d'onde et f la fréquence.

Qu'est-ce que l'intensité sonore ?

L'intensité sonore est l'énergie reçue par un récepteur, mesurée en watts par mètre carré (W/m²). Elle dépend de la puissance reçue et de la surface du récepteur.

Pourquoi est-il difficile de comparer l'intensité de différents sons sur un graphique linéaire ?

Il est difficile de comparer des intensités sur un graphique linéaire car certains sons peuvent être extrêmement faibles, ce qui rend difficile de visualiser les différences sur une échelle classique. Il est donc préférable d'utiliser une échelle logarithmique.

Qu'est-ce qu'une échelle logarithmique et pourquoi est-elle utilisée pour mesurer le niveau sonore ?

Une échelle logarithmique permet d'augmenter les valeurs par un facteur de 10 à chaque étape, ce qui facilite la comparaison de sons ayant des intensités très différentes, comme un chuchotement et un bruit fort.

Comment mesure-t-on le niveau sonore d'un son ?

Le niveau sonore est mesuré en décibels (dB). Il est calculé en prenant le logarithme de l'intensité sonore comparée à une intensité de référence et en appliquant un facteur de 10 pour obtenir une valeur plus pratique.

Que se passe-t-il si on additionne deux sons à 40 dB chacun ?

En raison de la nature logarithmique de la mesure en décibels, l'addition de deux sons à 40 dB ne donnera pas 80 dB. Il faut d'abord additionner leurs intensités, puis calculer le niveau sonore global.

Qu'est-ce que l'atténuation géométrique du son ?

L'atténuation géométrique se produit lorsque le son se propage sur une plus grande surface, ce qui diminue son intensité. Plus l'émetteur est éloigné, moins l'intensité du son est forte.

Comment fonctionne l'atténuation par absorption ?

L'atténuation par absorption se produit lorsque des matériaux absorbent une partie de l'énergie sonore, ce qui réduit l'intensité du son avant qu'il n'atteigne le récepteur.