Chapitre 3: Les ondes sonores

Propriétés des ondes sonores

Hauteur d'un son

Au contraire d'un bruit, un son a un caractère périodique.

Niveau d'intensité sonore $L$

Dans le cas des ondes sonores on définit le niveau d'intensité sonore $L$ en décibel en utilisant une échelle logarithmique.

$L=10 \log{\frac{I}{I_0}}$

Notations

• $L$ : intensité sonore en $dB$

• $I$ : intensité sonore mesurée en $W·m^{-2}$

• $I_0$: intensité minimale perceptible par l'oreille : $I_0 = 1,0×10^{-12} W·m^{-2}$

Utiliser une échelle logarithmique

1. Calculer le niveau d'intensité sonore correspondant à:

   • une conversation normale : $I = 1×10^{-7} W·m^{-2}$.
   • une moto : $I = 5×10^{-4} W·m^{-2}$.
   • deux motos : $I = 10^{-3} W·m^{-2}$.
2. Combien de motos faut-il pour atteindre un niveau d'intensité sonore de 100dB?

Diagramme de Fletcher

Notre oreille n'a pas la même sensibilité pour toutes les fréquences, le diagramme de Fletcher est une représentation de la sensibilité de l'oreille humaine en fonction de la fréquence.

Timbre d'un son

Analyse spectrale

L'analyse spectrale d'un son permet de déterminer l'amplitude des diverses vibrations sinusoïdales présentes dans un son.

On peut distinguer deux types de sons:

• les sons purs qui sont constitués d'une seule fréquence. Leur représentation temporelle est une sinusoïde.

• les sons complexes qui peuvent être décomposés en une somme de signaux sinusoïdaux de fréquence f_n.

$f_{n}=n f_{1}$

Notations

• $f_{n}$: fréquence de l'harmonique n en Hertz(Hz)
• $n$: entier non nul
• $f_{1}$: fréquence fondamentale en Hertz(Hz)