Les ondes sonores

Après avoir regardé cette vidéo, les ondes sonores n'auront plus aucun secret pour toi.

Quelle est la vitesse de propagation d'une onde sonore ?

Prenons l'exemple d'un haut-parleur. Sa membrane fait vibrer l'air devant lui, créant une onde sonore qui va se propager vers l'avant à une vitesse ν. La vitesse du son est d'environ 340 mètres par seconde, ce qui se note :

ν ≃ 340 m/s    ou  ν ≃ 340 m s^-1

Quelles sont les fréquences sonores audibles par l'homme ?

Pour être perçu par l'oreille humaine, un son doit être compris dans des fréquences allant de 20 hz (20 herz)  à 20 khz (20 000 herz). En-dehors de cet intervalle, les sons existent, mais ne sont pas perceptibles par l'homme (comme les ultrasons qu'utilisent les chauves-souris). 

Qu'est-ce que la hauteur d'un son ?

La hauteur d'un son va déterminer s'il s'agit du son grave ou aigu. Cette hauteur est déterminée par la fréquence du son. Si un son est à haute fréquence, il est aigu et s'il est à basse fréquence, il est grave.

Comment trouver la fréquence d'un son ?

Imaginons un exercice dans lequel on t'indique la tension mesurée aux bornes d'un microphone. Cette tension va évoluer au cours du temps de cette manière :

La première information que tu vas tirer de cette variation, c'est la périodicité du son. En effet, tu constates qu'une forme se répète de manière périodique. C'est ce qu'on appelle un motif. La durée entre le début du motif et le début du motif suivant se nomme la période et est notée T. Tu vas d'abord mesurer la durée de T sur l'échelle de temps indiquée. Puis, pour calculer la fréquence (f  ) tu utiliseras la formule :

Si par exemple T = 10 ms (millisecondes), tu convertis en secondes : T = 0,01 s. Tu appliques alors la formule :

► 100 hz est un son plutôt grave puisqu'il se situe plus près de la limite basse de l'intervalle 20 hz - 20 khz.

Qu'est-ce que le niveau d'intensité sonore ?

Pour mesurer le niveau d'intensité sonore, on utilise un sonomètre. La valeur enregistrée sera exprimée en décibels, notée dB. Plus le son est fort, plus la valeur de dB est importante. 

Remarque : il ne faut pas confondre niveau d'intensité sonore et intensité sonore. Car l'intensité sonore s'exprime en W/m² (watts par mètre carré) et pas en dB. En revanche, si l'intensité sonore augmente, le niveau d'intensité sonore augmente également.