Le son

Dossier le Son

Introduction : Qu’est-ce qu’un son ? Les sons que nous entendons, sont produits par des vibrations. C’est une onde (l'onde va permettre la propagation du son) créée par une vibration et propagée sous forme d'ondes qui vont dans la même direction que la propagation du son. Ce sont les vibrations qui produisent le son, et non le son qui produit les vibrations.

Sons et bruits : échelle d'intensité et dangers pour l'oreille!

[pic 1]

Cette échelle de niveaux sonores (en dB SPL) classe les sons de notre environnement en 4 catégories :

• jusqu'à 80 dB (vert), il n'y a aucun risque pour l'oreille, quelle que soit la durée d'exposition;
• de 80 à 90 dB (jaune), on approche de la zone de nocivité, mais les risques sont limités à des expositions de très longue durée;
• de 90 à 115 dB (rouge), notre oreille est en danger : plus le son est fort moins il faut de temps d'exposition pour provoquer des lésions;
• au-delà de 115 dB (marron), des bruits impulsifs (très brefs) provoquent immédiatement des dommages irréversibles.

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Tout d’abord pour réaliser cette expérience il nous faut 2 téléphones qui possèdent tous les deux applications phyphox, puis nous avons besoins d’un décamètre. Les deux téléphones doivent être placés à 5 mètre de distance l’un de l’autre.

Un décamètre [pic 2]2 téléphones[pic 3]

L’application phyphox[pic 4]

Une fois les deux téléphones séparés, il faut plus ou moins ajuster le seuil (le bruit de fond) pour éviter que le chronomètre se déclenche. Le chronomètre est donc à zéro, il faut effectuer un clap avec ses mains prêt du téléphone n°1 pour que le chronomètre se déclenche au deux téléphones et ensuite il faudra effectuer un deuxième clap prêt du téléphone n°2  ce qui va arrêter instantanément le chronomètre pour les deux téléphones, ensuite on notera le temps affiché par le chronomètre du premier téléphone puis du second et cela au moins 10fois. Cela va nous permettre de calculer la vitesse du son.

Voici les mesures que nous avons prises :

Pour calculer la durée ∆t il suffit de faire la différence entre le temps de t1 et t2 :

Ex : 0,842-0,824=0,018

Pour calculer la vitesse il suffit d’appliquer la formule v=d/t

Nous avons pour distance 5 mètre.

Ex : V= 5/0,018= 277,78 m/s

V=5/0,012=416,67 m/s

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Un son est caractérisé par 2 données : Sa période et son amplitude.

La période, notée T, est l’intervalle de temps séparant deux états vibratoires identiques et successifs d’un point du milieu dans lequel l’onde se propage.

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La fréquence d’un son c’est le nombre de motif par seconde. Elle s’exprime en hertz(Hz) 1 Hertz correspond à une vibration par seconde, 2 hertz, 2 vibrations, ainsi de suite... 10 hertz 10 vibrations. On peut faire la différence entre un son aigu et un son grave, grâce à la hauteur d'une fréquence. Notre oreille ne perçoit que les sons compris entre 16 Hz (son très grave) et 20 kHz (son très aigu).

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L’amplitude : L'amplitude correspond aux variations de pression de l'onde.

L’amplitude est un nombre positif caractérisant l’ampleur des variations d’une grandeur. Pour une onde sonore, l’amplitude correspond à la pression  acoustique. Cette valeur s’exprime en Pascals (Pa).

On exprime plus fréquemment l’amplitude en décibels dB, celle-ci permettant d'exprimer plus couramment si un son est « faible » ou « fort ». Dans le cas du son, c’est la puissance avec laquelle l’onde va compresser et dilater les couches d’air, c'est-à-dire le niveau de pression des tranches d’air traversées par l’onde sonore. L’amplitude est directement liée au niveau sonore. Plus l’écart entre les deux crêtes est important, plus l’amplitude est grande.

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Nous avons effectué dans notre TP des mesures et calculs à l’aide des documents fournis par le professeur :

Tout d’abord nous possédons plusieurs fichiers d’enregistrement : HP1 ; HP2 ; Diapason ; Guitare ; Piano ; Flute ; Trompette mais nous n’avons pas l’enregistrement du violon nous avons dû calculer sa période T en (ms) ainsi qu’en (s) nous pouvons ensuite calculer sa fréquence et en déduire la note jouée.

Nous utilisons le logiciel synchronie et nous ouvrons le fichier « acoustique » situer dans le dossier « ressource » de la classe.

 [pic 8]Logiciel synchronie

HP1 : [pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18]

Ensuite nous convertissons la période en ms (millisecondes) en seconde(s) : 2,1/1000=0,0021s

On peut ensuite calculer la fréquence, la formule de la fréquence c’est f(Hz)= 1/T(s)

F=1/0,0021=476Hz

HP1 a une fréquence de 476Hz (Hertz)

HP2 :[pic 19][pic 20][pic 21]

Conversion de la période (ms) en (s) :2,1/1000=0,0021s[pic 22]

Calcul de la fréquence : F=1/0,0021=476Hz

HP2 a une fréquence de 476Hz (Hertz)

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