Le son, phénomène vibratoire

A

Un phénomène vibratoire

• Le son est une onde que nous percevons grâce à notre ouïe. C'est un phénomène vibratoire qui ne peut se propager que dans un milieu matériel qui subit, au passage de l’onde sonore, de légères variations de pression.


• Lorsque le son est suffisamment prolongé dans le temps et inchangé, on peut lui associer une fréquence $f$.

B

Les sons purs et les sons composés

• Un son pur est un son associé à un signal périodique de fréquence $f$ correspondant à une courbe sinusoïdale.


• Un son composé est associé à un signal périodique non sinusoïdal, décomposable en une somme de signaux sinusoïdaux de fréquences différentes, toutes multiples d’une fréquence $f$ dite fondamentale.


• Les fréquences multiples sont appelées harmoniques.

A

L’intensité sonore

• Les sons perçus sont caractérisés par une intensité sonore, notée I, exprimée en watts par mètre carré (W·m^-2) et correspondant à la puissance transportée par unité de surface.

B

Le niveau d’intensité sonore

• Pour comparer les intensités sonores entre elles, on emploie la notion de niveau d’intensité sonore, noté L, et exprimée en décibels selon une échelle logarithmique.


• Pour passer d’un niveau d’intensité sonore L à une intensité I, on utilise un graphique semi-logarithmique ou les deux relations mathématiques :
  $L=10\log \left(\frac{I}{l_0}\right)$ et $I=I_0\cdot 10^{\frac{L}{10}}$
  Avec : $I_0=10^{-12}\mathrm{W}\cdot {\mathrm{m}}^{-2}$.

• Certains instruments de musique se servent des propriétés vibratoires des cordes tendues pour produire des sons. Une fois pincées, frappées ou frottées, ces cordes se mettent à vibrer à une fréquence $f$ appelée fréquence fondamentale, proportionnelle à l’inverse de la longueur $l$ de la corde.


• De la même manière, les instruments à vent produisent des sons grâce aux vibrations de colonnes d’air. La fréquence fondamentale des sons produits est cette fois-ci proportionnelle à l’inverse de la hauteur des tubes.


• L'analyse sonore a permis l'avènement de la musique synthétique, la génération de sons de diverses fréquences étant possible à volonté.