chapitre 3 : ondes sonores
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Chapitre 3 : ONDES SONORES. Propriétés des ondes sonores 1.1. Hauteur d’un son. Vidéo sons (si nécessaire). La hauteur d’un son est mesurée par …. Un son est grave si …. Infrasons. Ultrasons. Sons audibles par l’homme. F (Hz). 20. 20 000. De + en + grave. De + en + aigu. Doc. 1. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Chapitre 3 : ONDES SONORES
1. Propriétés des ondes sonores1.1. Hauteur d’un son
Vidéo sons (si nécessaire)
La hauteur d’un son est mesurée par …
Un son est grave si …
F (Hz)
Sons audibles par l’homme
20 20 000
Infrasons Ultrasons
De + en + grave
De + en + aigu
Doc. 1.
Les ondes sonores sont des ondes … . Elles transportent de … et une partie de celle-ci est perçue par notre système …
.
Le seuil d’audibilité de l’oreille humaine est de l’ordre de I0 = 10-12 … à la fréquence de 1 000 … .
1.2. Intensité et niveau sonore
L’intensité sonore I est une grandeur qui caractérise …
mécaniquesl’énergie
auditif
Elle s’exprime en W.m-2 ( I = … = … )
W.m-2 Hz
Doc. 2.
Le seuil de douleur est de l’ordre de Imax = 25 …
Les intensités sonores s’additionnent mais deux instruments jouant la même note ne sont pas perçus deux fois plus fort qu’un seul : la perception de l’oreille n’est donc pas … .
1.2. Intensité et niveau sonore
On définit le niveau d’intensité sonore ou niveau sonore L (Level en anglais) par …
linéaire
W.m-2
Exemples :
1. Calculer les niveaux sonores correspondants aux seuils d’audibilité et de douleur.
2. Un trompettiste joue une note maintenue avec une intensité sonore I1 à la distance d.
Un deuxième trompettiste joue de même.
Quel sera le niveau sonore des 2 trompettistes jouant ensemble à la distance d des deux ?
1.3. Timbre d’un son
SOS
Vidéo
1.3. Timbre d’un son
Deux sons, de même hauteur ( …
Le timbre est lié à …
Doc. 3: notes de même hauteur
et de timbres différents(La 2 d’un piano et
d’un violon).
1.4. Analyse spectrale de sons
SOS
Vidéo
1.4. Analyse spectrale de sons
Un signal (son) périodique de fréquence f peut …
Une transformée de Fourier permet d’obtenir …
Transformée de Fourier
Le spectre d’un son pur (correspondant à une …
t (ms)
2 4 6 8 10
s
-10
-5
5
10
1.2
f (kHz)
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.4
s
2
4
6
8
10
12
Doc. 5 : Enregistrement du son d’un diapason et son analyse spectrale
Transformée de Fourier
Un son périodique mais non sinusoïdal est qualifié de …Son spectre contiendra …
Doc. 6 : Enregistrement du son d’une guitare et son analyse spectrale
t (ms)2 4 6 8 10
s
-30
-20
-10
10
20
f (kHz)0.5 1 1.5 2 2.5
s
5
10
15
20
Le timbre d’un son est donc lié …
t (ms)2 4 6 8 10
s
-30
-20
-10
10
20
f (kHz)0.5 1 1.5 2 2.5
s
5
10
15
20
t (ms)
2 4 6 8 10
s
-10
-5
5
10
1.2f (kHz)
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.4
s
2
4
6
8
10
12
2. Effet Doppler
2. Effet DopplerSon proche de la route
L’effet Doppler correspond à un décalage …
L’effet Doppler constitue une méthode …
Si R et S se rapprochent, …
Si R et S s’éloignent, …
Si R et S sont immobiles, …
L’effet Doppler s’applique …
Émetteur (source)récepteur
A t = 0 : Emission du bip 1
• L’émetteur (source) et le récepteur sont fixes
• L’émetteur émet une onde de période TS qui se déplace à la vitesse c
A t = TS : Emission du bip 2
Les deux bips sont espacés d’une distance d = c.TS
Le récepteur reçoit le bip 2 avec un retard de TS après la réception du bip 1.
Conclusion : l’onde perçue par le récepteur à la même période TR donc la même fréquence que celle envoyée par l’émetteur TS.
émetteurrécepteur
A t = 0 : Emission du bip 1
• L’émetteur se déplace à la vitesse VS vers le récepteur fixe (VS < c)
A t = TS : Emission du bip 2
Les deux bips sont espacés d’une distance
d’ = c.TS – VS.TS = (c – VS).TS
Le récepteur reçoit le bip 2 avec un retard de
TR = d’/c = [(c – VS).TS] / c = (1 – VS / c).TS
Conclusion : l’onde perçue par le récepteur a une période inférieure TR (donc une fréquence plus grande) que celle envoyée par l’émetteur TS.
L’émetteur s’est déplacé d’une distance VSTS
Applications en médecine :
SOS vidéo
Applications aux radars :
SOS Vidéo
Le mur du son :
Source immobile La source se déplace vers la droite moins vite que la vitesse du son
Le mur du son :
Mur du son : La source se déplace vers la droite à la
vitesse du son
La source se déplace vers la droite plus vite que la vitesse du son
Le mur du son :
Mur du son : La source se déplace vers la droite à la
vitesse du son
La source se déplace vers la droite plus vite que la vitesse du son
SOS
Vidéo
FIN
Lien vers Polynésie juin 2013