| LA CHAINE SONORE |
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Introduction |
Dans la vie de tous les jours, le son est une chose difficile à définir. En effet, c'est un phénomène que nous ne voyons pas, qui n'a pas de goût, ni d'odeur, qu'il est impossible de toucher directement. Le seul moyen de l'expérimenter se fait au niveau le l'ouïe, le 5ème sens de l'homme. Il est a noté que les mots « bruit » et «son »
présentent des différences qui sont parfois confondues
: le bruit est une sensation auditive désagréable alors
que le son est quant à lui « organisé ».
Quotidiennement, nous sommes face à des sensations auditives
permanentes comme la sonnerie d'un téléphone, un réveil,
la télévision, les conversations... une liste interminable
de sons qui deviennent pour la plupart ordinaires et auquel nous ne
faisons plus attention.
Chez les humains, le son se transmet grâce
à 3 étapes : il est émit, par exemple par les instruments
de musique et notre voix, puis il se propage dans un milieu qui pour
les humains est principalement l'air, et enfin il est réceptionné
par l'oreille. Ces différentes étapes forment la chaîne
sonore.
Nous allons donc tenter de définir le
son de façon scientifique à travers ces étapes
qui nous amènerons à la réalisation de plusieurs
expériences.
Tout d'abord définissons quelques éléments physiques du son indispensables à la compréhension de la suite de notre projet.
Le son est une sensation auditive mais aussi un phénomène physique qui peut être caractérisé par cinq paramètres essentiels : la fréquence, l’intensité, le timbre, la longueur d'onde et la vitesse.
→ La fréquence (ou hauteur)
La fréquence est définie par les vibrations de l’objet créant le son. Plus l’objet vibre rapidement, plus le son sera aigu. La fréquence d’un son s’exprime en Hertz (Hz). A une fréquence élevée correspond un son aigu, à une fréquence basse correspond un son grave. En d’autres termes, la fréquence correspond à la hauteur du son.
L’oreille humaine ne perçoit que les sons situés entre 20 Hz et 20 000Hz. Ainsi le schéma ci-dessous montre que la variation de la fréquence caractérise un son plus ou moins grave.
→ L’intensité (ou amplitude)
L'intensité d'un son correspond à l'amplitude de la vibration acoustique : plus l’onde est ample, plus l’intensité du son est forte. L’intensité caractérise donc le volume sonore qui nous permet de distinguer un son fort d'un son faible. Par conséquent l’amplitude sera donnée par l’écart entre la pression la plus forte et la plus faible exercée par l’onde acoustique, soit la distance entre le plus haut point de la courbe de l’onde et son plus bas point.
L’amplitude d’une onde a comme unité de mesure le décibel noté dB.
→ Le Timbre
Le timbre permet de différencier deux sons de même fréquence et de même intensité. En effet on peut jouer une même note au piano et à la guitare mais celle-ci ne sonnera jamais exactement pareil. Ceci est dû au timbre du son : on parle de « forme ». C’est la pression que l’on exerce sur la source vibrante qui est à l’origine de cette différence.
Six courbes représentant le timbre d’une même note jouée par un piano, une guitare, une flute, une trompette, un HP1 ainsi qu’un diapason.
→ La longueur d’onde
La longueur d’onde est la distance qui sépare deux points de même pression (les plus proches possibles) mais étant tout de même dans la direction de propagation. On identifie la longueur d’onde par le symbole λ. C'est un phénomène périodique c'est à dire que la période λ redondante (comme pour les fonction sinus et cosinus).
λ est égale à C (vitesse du son dans l'air : 340 m/s)/ F (fréquence en hertz)
Elle représente en mètre la distance séparant deux points identiques sur une courbe. On l’appelle oscillation complète. La longueur d’onde s’exprime en mètre.
→ La vitesse (ou célérité)
(en m/s)avec :
ω, la fréquence de l'onde (en rad/s)
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k la norme de son vecteur d'onde (en rad/m)
La vitesse du son varie selon divers facteurs.