Fiche de révision : Signal sonore et vibration
En bref
Un son est une vibration qui se propage. Sa hauteur dépend de la fréquence (nombre de vibrations par seconde), son intensité de l'amplitude. Le timbre distingue deux sons de même hauteur et intensité. Les risques auditifs augmentent avec l'intensité et la durée d'exposition.
Points clés
- Un son est produit par une vibration mécanique d'un objet.
- La fréquence f (en hertz) est le nombre de vibrations par seconde ; elle détermine la hauteur du son.
- La période T (en secondes) est la durée d'une vibration ; T = 1/f.
- L'intensité sonore dépend de l'amplitude de la vibration ; plus l'amplitude est grande, plus le son est fort.
- Le timbre permet de distinguer deux sons de même hauteur et intensité (ex: même note jouée par un piano et une guitare).
- Les risques auditifs (fatigue, surdité) augmentent avec l'intensité et la durée d'exposition.
- Un son pur a une forme sinusoïdale ; un son complexe est composé de plusieurs fréquences.
Définitions & formules
Son
Vibration mécanique qui se propage dans un milieu matériel (solide, liquide, gaz).
Fréquence (f)
Nombre de vibrations par seconde, en hertz (Hz).
Période (T)
Durée d'une vibration, en secondes (s). Relation : T = 1/f.
Hauteur
Caractéristique liée à la fréquence : un son aigu a une fréquence élevée, un son grave a une fréquence faible.
Intensité
Caractéristique liée à l'amplitude de la vibration : plus l'amplitude est grande, plus le son est fort.
Timbre
Ensemble des caractéristiques qui permettent de distinguer deux sons de même hauteur et intensité (lié à la forme de l'onde).
Méthode flash
- 1Pour déterminer la période T sur un oscillogramme : mesurer la durée entre deux points identiques successifs (ex: deux sommets).
- 2Calculer la fréquence f = 1/T (avec T en secondes).
- 3Pour comparer des sons : observer la fréquence (hauteur), l'amplitude (intensité) et la forme (timbre).
Exemple corrigé
Énoncé
Sur un oscillogramme, la période d'un son est T = 2,5 ms. Quelle est sa fréquence ?
Résolution
T = 2,5 ms = 2,5 × 10⁻³ s. f = 1/T = 1/(2,5×10⁻³) = 400 Hz.
Pièges à éviter
❌ Faux : Confondre hauteur et intensité : un son aigu est plus fort.
✅ Correct : La hauteur dépend de la fréquence, l'intensité de l'amplitude. Un son aigu peut être faible.
❌ Faux : Croire que le timbre est lié à la fréquence fondamentale.
✅ Correct : Le timbre est lié à la présence et à l'amplitude des harmoniques (fréquences multiples de la fondamentale).
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