Cours 8 - Audition Flashcards
Qu’est-ce qu’une onde?
Une onde: une perturbation d’un champ (par ex., champ électromagnétique) ou d’un milieu (par ex, l’eau, l’air); la perturbation se propage à travers l’espace
- Lumière: ondes électromagnétiques
- Son: ondes acoustiques
Comment se forme les ondes acoustiques?
Changement de la pression (changement de pression locale) et de la densité (c-à-d, perturbation) qui se propage d’un point à un autre consécutivement dans un milieu.
Comment voyage les ondes?
Les ondes voyagent et transmettent l’énergie d’un point à un autre à travers un champ ou un milieu; le champ et le milieu ne voyagent pas.
* Lumière: l’énergie életromagnétique; voyage partout (incluant dans le vide)
* Son: l’énergie acoustique; nécessite un milieu pour voyager
Les ondes sonores voyagent dans toutes sortes de milieu, par ex., solide, liquide, gazeux.
Quelle est la vitesse des ondes sonores dans l’air ?
340 m/s
Quelle est la vitesse des ondes sonores dans l’eau ?
1410 m/s
Quelle est la vitesse des ondes sonores dans l’acier?
5100 m/s
Quelle est la vitesse des ondes sonores dans l’hélium
970 m/s
Qu’est-ce qu’une onde longitudinale?
le mouvement des particules est parallèle à la direction de la propagation des ondes
Qu’est-ce qu’une onde transversale?
le mouvement des particules est perpendiculaire à la direction de la propagation des ondes
Quelles sont les types sources de sons périodiques?
Sources de vibrations harmoniques simples – sons purs (sinusoïdaux)
Sources de vibrations harmoniques complexes
Qu’est-ce que les sources de vibration harmoniques simples ?
- le patron de vibration se répète dans la même intervalle de temps. (intervalle de tps régulier)
- Propriété élastique: une force physique restaure constamment le système à son point d’équilibre/vibrations
- Produire les ondes sinusoïdales, Par ex., diapason, pendule
Quelle est le fonctionnement du diapason?
Effet sinusoïdale : Raréfaction - neutre - compression.
Raréfaction : moins de particules qui s’accumule (Basse pression)
Compression : Plus de particule (Haute pression)
Qu’est-ce que la fréquence?
le nombre de cycles (changement de
pression) par seconde – Hertz (ou cps – cycle par sec) (T: la durée d’un cycle)
f=1/T; e.g., f=30 Hertz
Qu’est-ce que la longueur d’onde?
la distance parcourue par un cycle complet
Quelle est la relation entre fréquence et longueur d’onde?
relation inverse, longueur d’ondes = v/f
(v: vitesse du son)
Si longue longueur d’onde = Fréquence petite.
Si Fréquence grande = longueur courte.
Qu’est-ce que l’amplitude?
L’ampleur du changement de pression – le degré de compression et de raréfaction des molécules relatif au point neutre. (niveau de changement/déplacement. P-Neutre- R)
Mesure de la pression: dynes/cm2
Qu’est-ce que le waveforms?
une représentation graphique de la variation de pression dans le temps, mesurée à un point dans l’espace.
– Indique la fréquence et l’amplitude
Quelle est la relation entre l’acoustique et la perception?
Fréquence = Hauteur (Pitch –> aigu/grave)
Amplitude = Fort vs. faible (loudness/volume)
Enveloppe spectrale et enveloppe d’amplitude = timbre/qualité
Quelle est la relation entre hauteur (pitch) et fréquence?
Lorsque tout le reste est égal, plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est élevée.
Quelle est la relation entre fort/faible (“Loudness”) et intensité (amplitude)
Lorsque tout le reste est égal, plus l’amplitude est élevée, plus le son est fort.
Quelle est la différence entre le waveform et spectre?
Waveform = mesurable
Spectre = dérivé de la waveform
Qu’est-ce que les Sources harmoniques complexes vibrantes?
- Mouvements se répètent avec un temps régulier
- Propriété élastique: une force physique tente constamment de rétablir le système vers le point d’équilibre
- Mouvements plus complexe que celui d’un diapason – produisent des ondes harmoniques complexes (pas des ondes sinusoïdes)
Par ex., violon, guitare, piano
Sources de sons périodiques?
- Sources harmoniques complexes vibrantes. Par ex., la clé moyenne C sur un piano, la voyelle /o/:
- Source harmonique simple
Relation entre l’acoustique et la perception: Enveloppe spectrale & enveloppe d’amplitude – timbre (qualité)
même si même chose on entend different
on peut mesurer juste 1
Ex: Le waveform d’une clarinet n’est pas le même qu’une trompette ou qu’un piano.
Quelles sont les modes de vibration d’une source harmoniques complexe vibrantes
Plusieurs modes de vibration au même moment
Premier mode de vibration (mode fondamental) donne la fréquence fondamentale (premier harmonique, terme standard: F0 (plus basse, 1/2 sinusoïdale);
* D’autres modes de vibration
(harmoniques): multiples de F0, – e.g, cordes d’une guitare: F0, F0x2, F0x3, F0x4, F0x5, F0x6, etc …,
Quelles sont les Sources de sons périodiques?
– Sources harmoniques complexes vibrantes
– La clé C du milieu d’un piano
- source harmonique simple
Qu’est-ce que l’analysèrent de Fourier?
- décomposition d’une waveform complexe en ses composantes, qui sont les modes de vibrations (F0 & harmoniques élevés)
(Ex: Violon et violoncelle pour la même note, on voit différence à cause de enveloppe spectral) - Des sons complexes peuvent être décrits par les analyses de Fourier : Un théorème mathématique par lequel
n’importe quel son peut être divisé en un ensemble d’ondes sinusoïdes.
– F0: la fréquence fondamentale
– Autre fréquences harmoniques. - La combinaison de ces ondes
sinusoïdes reproduiera le son
original. (ANALYSE DE FOURNIER)
EX: Enveloppe spectral permet d’entendre différemment les instruments, car pour la même note, on a pas la même combinaison de fréquence. Entend fréquence fondamentale. Contribut à qualité/timbre du son.
Qu’est-ce que les sources de sons non périodiques?
- Produit des changements de pressions de l’air irréguliers; pas de patron de variations
dans la pression de l’air qui se répète à des intervalles réguliers - Pas de cycle répétitif dans la
waveform
Ex: son blanc (white noise) (energie analogue à la couleur)
un bruit perçant, un sifflement
Qu’est-ce que le son blanc?
Son blanc (white noise) : toutes
les fréquences audibles sont
présentes dans le signal
Exemple de sources de sons non périodiques
Un son strident, ou le son ‘clic’ qu’on entend quand l’on ouvre un haut- parleur
– une explosion :
– Le son /s/ comme dans «pousse »
Que se passe-t-il à la fréquence de résonance?
- Si un système de vibration (e.g., balançoire) est excité à la fréquence de résonance, l’amplitude maximale est atteinte; transfère d’énergie maximale;
- Fréquence de résonance est déterminée par les caractéristiques d’un système de vibration.
- Par ex.,
- longue balançoire– fréquence basse
- courte balançoire– fréquence élevée
Comment se comporte un résonateur plus amorti face à l’amplitude de la fréquence de résonance?
un résonateur qui est
plus amorti; réponse rapide quand excité et cesse rapidement quand l’excitation se termine; réponse à la fréquence de résonance est plus faible;
Comment se comporte un résonateur moins amorti face à l’amplitude de la fréquence de résonance?
un résonateur qui est
moins amorti; réponse lente quand excité et se termine aussi lentement quand l’excitation se termine; réponse à la fréquence de résonance est plus forte.
Caractéristique de fréquence de résonance d’une corde?
Ses fréquences de résonance sont:
1) positivement liées à leur
tension (T) et
2) négativement liées à leur
longueur (L) et à leur masse (µ) par unité de longueur.
**Corde épaiste: note basse
Personne Homme voit basse car prise de masse
Quel est le calcul des fréquences de résonance?
– f1: premier mode naturel de
vibration; fréquence fondamentale (à noter: le terme standard est F0)
– f2, f3, f4, etc. : autres modes de vibration; fréquences harmoniques
f=v/λ où (v: vitesse du son; λ =longueur d’onde)
La fréquence de résonance du mode n:
f(n) = n v/(2L) = nF(1)
Qu’est-ce que le décibel?
une mesure de l’intensité relative d’un signal acoustique
Qu’est-ce que le Seuil de pression de référence pour calculer dB (SPL) ?
0.0002 dynes/cm
Quelle est la formule de dB SPL?
dB = 20 log (Pe/Pr)
Pr: la pression de référence 0.0002 dynes/cm2
Pe : la pression du son pour calculer en décibels
-De son qui mintéresse
dB: le nombre de décibels.
Relation logarithme :
10 = 10^1 –> log10 = log10^1=1
100 = 10^2 –> log100 = log10^2 = 2
Comment interpréter l’échelle de dB?
0 dB: seuil d’audition (threshold of hearing)
20dB: l’amplitude de pression est 10 fois plus grande que le seuil
40 dB: l’amplitude de pression est 100 fois plus grande que le seuil
60 dB = l’amplitude de pression est 1000 fois plus grande que le seuil
* Une augmentation de 20 dB signifie que l’amplitude de pression du son augmente par un facteur de 10
Quelles sont les deux façons de calculer le dB?
– dB SPL : calcul par SPL (« sound pressure level », utilisant la mesure de ‘Pression’)
– dB IL : calcul par IL (« intensity level », utilisant la mesure de ‘Puissance’)
Quelle est la formule de dP IL?
dB = 10 log (We/Wr)
Wr: la puissance de référence 10-16 watts/cm2
We : la puissance du son à calculer en décibels
dB: le nombre de décibels.
Quelle est la relation puissance et pression ?
Parce que Puissance (par unité de surface) = Pression 2
donc, dB = 10 log (We/Wr) = 10 log (Pe/Pr)2= 2 x 10 log (Pe/Pr) = 20 log (Pe/Pr)
Étude p. 384
