Acoustique

Bruit et son

Jean-Luc Antoine - 26/12/2002

Distinction entre son et bruit

  1. Nature du son

    Une sensation auditive perçue par les oreilles, a pour origine un mouvement.
    • Bruits :
      - porte qui claque
      - explosion
    • Sons :
      - vent dans les arbres
      - voix qui chante
      - diapason frappé
  2. Dispositif d'observation

    La figure observée sur l'écran de l'oscillographe cathodique reproduit fidèlement le mouvement de la membrane des micros.
  3. Expériences

    • Bruits Signal confus, désordonné
    • Sons Signal dit sinusoïdal
      Voix humaine
      Le signal correspondant à un son présente un motif qui se produit régulièremnt : il est périodique

Définition du son

  1. Sons et bruits

    Les sons et les bruits ne se propagent pas dans le vide.
    Cloche à vide ->
    Le réveil sonne mais on ne perçoit rien.
    Un son se propage, c'est à dire va de sa source (émetteur) à tout récepteur approprié s'il y a entre les deux une chaîne continue de matière.
    Le son présente un certain amortissement avec la distance.
  2. Récepteur sonore

    Tout récepteur sonore contient une membrane.
    Exemple : micro
      oreille : tympan
  3. Définition d'un son

    Un son est un phénomène périodique produit par la vibration très rapide d'un corps matériel, transmis par un milieu matériel et perçu par la vibration de certains organes de l'oreille ou par celle d'autres détecteurs (micro).

Nature du son

    Le son est produit par une vibration qui crée au voisinage de la source des compressions et des dilatations qui se propagent dans le milieu matériel : c'est l'onde sonore.
  1. Période

    La source vibre en effectuant un grand nombre de fois le même mouvement qui crée la succession de dépression et de compression dans le milieu propagateur.
    La durée d'un mouvement de la source s'appelle la période : on la note T et on la mesure en secondes (s).
  2. Propagation de l'onde sonore

    a) Les déformations avancent dans le milieu propagateur sans que les particules de celui-ci soient transportées.
    b) La déformation a lieu dans la direction de propagation : l'onde sonore est dite longitudinale.
    c) Lorsqu'un son est émis dans un milieu homogène sans obstacle, la propagation se fait de la même façon dans toutes les directions : l'onde sonore est sphérique.
  3. Fréquence et longueur d'onde

    T = période de la source.
    Le nombre de mouvements effectués par la source en une seconde (en 1s) s'appèle la fréquence de la source.
    1 mvt = Ts 
    
    f ----> 1s
    f = 1s
    Ts
    f s'exprime en 1/s (s¯¹) ou en hertz (Hz)
    1 Hz = 1 mvt par seconde.
    diapason : 440 Hz = 440 aller et retour/seconde T=1/440
    T=1/f
    Les fréquences perçues par l'oreille humaine sont comprises entre 20 Hz et 20000 Hz. Cet intervalle diminue avec l'âge.
    f < 20 Hz = infrasons
    f > 20 000 Hz = ultrasons perçus par certains animaux.
    Fréquences faibles -> sons graves
    Fréquences élevées -> sons aigus
    Tout objet libre de vibrer émet un son caractéristique de fréquence déterminée fo (fréquence propre) qui dépend de la nature, de la forme, de la dimension de l'objet.

Célérité du son

  1. Observations

  2. - Décalage tonerre, éclair - Un avion rapide passe, le temps de lever la tête en direction du bruit perçu, il a déjà disparu à l'horizon. -> le son met un certain temps pour aller de la source au récepteur.
    On entend le train arriver en collant son oreille sur les rails. On l'entend bien avant qu'on ne l'entende debout. -> le son se propage plus vite dans les rails.
  3. Définition

  4. A l'instant A un son est émis au point A.
    A l'instant B ce son est perçu au point B.
    Soit d la distance séparant A et B en ligne droite.
    On suppose qu'il n'y a pas de changement de milieu entre A et B.
    On définit la vitesse ou célérité du son :
    C =     d     
    TB-TA
    Cette célérité dépend du milieu mais pas de la fréquence du son émis.

  5. Résusltats

  6. Dans CNTP (conditions normales de température et de pression : p=1 atm - t=0°C)
    C = 331,4 m/s dans l'air
    C = 1430 m/s dans l'eau
    C = 5200 m/s dans l'acier
    Le son va d'autant plus vite que le milieu est rigide
  7. Vitesse supersonique

  8. Tout objet qui se déplace à une vitesse plus grande que celle du son va à une vitesse supersonique.
    1 fois la vitesse du son : Mach 1
    2 fois la vitesse du son : Mach 2
    Mach 1:
      v = 330 m/s
      v = 1188 km/h

Application - exercices

  1. Relation période-fréquence

  2. T période en s
    f fréquence en Hz
    T × f = 1
    T = 1 / f
    f = 1 / T
  3. Longueur d'onde : l

  4. La longueur d'onde l (lambda) est la distance parcourue par le son pendant une période.
    l=C×T (l en m, C en m/s, T en s)
    l=C/f (f en Hz)
    f=C/l
    T=l/C
    C=l×f
    C=l/T
    T en s12345
    f en Hz10,50,33...0,250,2
    lair en m331,4662,8994,21 325,61 657
    leau en m1 4302 8604 2905 7207 150
    lacier en m5 20010 40015 60020 80026 000

Réflexion des ondes sonores

  1. Observations

  2. - Echos
    - Piscine : les sons se réfléchissent sur la surface de l'eau.

    Expérience : Réflexion du son sur une plaque métallique

  3. Applications

  4. - Sonar : radar à ondes acoustiques
    - Echographie
    - Mégaphone - cornet acoustique

  5. Atténuation des ondes sonores

  6. Les ondes sonores sont absorbées par certains matériaux : isolants soniques
    - Polystirène expansé
    - Double vitrage
    - Laine de verre
    - Tentures, tissus.
Server Info
Remote Info
Compress

Batchs
BootSector
Droit
Accessoire GFA
On Now
Ecran plasma
Système d'exploitation
Son
Unités
Scripting
Multilingue
Site Web
Bruit et son
Architecture Google


4K
Color picker
TaskList
Backup files
Mini Port Scanner
Website To CHM
PixyDemo
Web password recovery
4KWebServer
Kill Popup
VBE decoder
Script Optimizer
Database Password Recovery
Class
Ini
EMail validator
Graphical Class
MP3 Info
Pinger Class
IP ranger class
SoftwareMetering
Path Validator
Time Stamper Class
LoggerCLS
HTA
Keyword Ranking
DOM Explorer
HTA-Notepad
PixyPortManager
Other
flashMessage
Kill Popup
VBE decoder (fixed)
Error Codes
Maze generator
Char counter
HTML To Word
ICQ Choose User
ScreenSaver Password decoder
Mp3Playlister - singleList
Long Filename To Short
Trace Math
Dump Hexa File
Self modifying script
Mp3Playlister - multiList
HTANoid
PixyWebServer
Python
Progress indication

©2002 Jean-Luc Antoine. All Rights Reserved. Scripts or any other material on this website may not be redistributed or put as part of ANY collection (script archives, CDs etc) without prior written permission. Permission granted to use and modify any of the scripts found on InterClasse.com