La physique des sons Flashcards
Pour calculer la pression acoustique d’un son donné, nous utilisons un
rapport entre la pression mesurée de ce son et une valeur de référence
fixe. Celle-ci est :
La valeur de pression acoustique correspondant au seuil audible d’un son
Si l’intensité d’un son diminue de 3 dB, cela veut dire… que
L’intensité diminue de 50%
Quelle caractéristique du milieu sera efficace dans l’absorption d’un signal sonore transmis par l’air :
Milieu mou et déformable
La fréquence de résonance d’une structure est :
La fréquence sonore qui la met en vibrations et la fréquence qu’elle émet quand elle vibre.
Si un son de 1000Hz a une longueur d’onde de 34 cm, un son de 100Hz aura une longueur d’onde de 3.4 cm ou 3.4 m?
3.4m
Pour calculer la longueur d’onde d’un son pur, j’aurai besoin de connaitre,
en plus de sa fréquence…
Sa vitesse
La pression:
- Qu’est-ce que c’est?
- Quelle est la formule pour la calculer?
- Quel réaction peut avoir un objet sous pression? La réaction dépend de quoi?
- Force appliquée sur une surface
- p = f/s
- L’objet peut se casser, se déformer de façon permanente ou réversible ou rester inchangé, selon son élasticité et sa rigidité.
Plus une surface est petite, plus la pression est _______ pour une même force
grande
L’élasticité:
Plus une surface est rigide ______ elle s’adapte.
Plus une surface est compliante, ________ elle s’adapte.
moins
plus
L’énergie:
Qu’est-ce que c’est?
L’énergie totale d’un système est-elle variable?
Nommez 4 formes que peut prendre l’énergie.
Correspond à la possibilité d’effectuer un travail (changement dans un système donné).
Énergie totale d’un système = invariable (loi de conservation de l’énergie)
Énergie cinétique (corps en mouvement), potentielle, de rayonnement (lumière, chaleur) et chaleur.
Le son est une __________ mécanique ________ _________ à __ dimensions.
onde, progressive, longitudinale, 3
Qu’est-ce qu’une onde mécanique progressive?
Perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière.
Pourquoi qualifie-t-on le son comme une onde «mécanique»? «Progressive»?
Car la perturbation est une déformation du milieu matériel lui-même.
Car la propagation de la perturbation s’effectue de proche en proche plus ou moins rapidement.
La propagation d’une onde s’accompagne toujours d’une propagation d’_________
Énergie.
La propagation du son est la propagation d’une onde de ___________ et de __________
Compression, décompression
Peut-il y avoir du son dans le vide?
Non, il doit y avoir un milieu physique
Dans l’eau, lorsque le son se propage, est-ce que l’eau se propage aussi?
Non, seulement l’énergie se propage, même dans l’eau.
La vitesse du son est-elle plus rapide dans l’eau ou dans l’air?
Dans l’eau (1480 m/s VS 343 m/s)
Quelle est la formule de la fréquence?
F = 1/T (T= période)
Quelles sont les fréquences sonores audibles?
de 20 Hz à 20 000 Hz
En deçà de 20 Hz, on appelle les sons des _____.
Au delà de 20 000 Hz, on appelle les sons des ______.
Infrasons, ultrasons.
VRAI ou FAUX
La fréquence de la voix d’un enfant est plus basse que celle d’un adulte?
FAUX. La fréquence de la voix d’un enfant est plus élevée.
Qu’est-ce que la longueur d’onde? Quelle est la formule pour la calculer?
C’est la distance parcourue par l’onde lors d’un cycle.
Longueur d’onde = c/f
c= vitesse
Les sons de basse fréquence on des ondes ____ longues.
Les sons de haute fréquence ont des ondes ____ longues.
plus
moins
Pour produire un son, il faut transformer de l’énergie. Plus l’énergie est élevée, _____ la vibration est de grande intensité.
Plus
Qu’arrive-t-il avec l’intensité lorsqu’on s’éloigne de la source d’énergie?
L’intensité diminue à cause du frottement des molécules d’air. Plus il y a de mouvement, plus l’énergie se dissipe en chaleur. La même énergie doit faire bouger des masses d’air plus grandes.
Qu’est-ce que l’énergie acoustique?
Énergie mécanique qui est transmise sous forme de son.
Qu’est-ce que la pression acoustique?
Valeur efficace, sur un intervalle de temps donné, de l’amplitude de la variation rapide de la pression atmosphérique qui cause l’impression sonore. La pression sur le tympan le fait bouger si elle est plus forte que la pression atmosphérique.
Quelle est l’unité utilisée pour calculer la pression acoustique?
Le pascal.
Qu’est-ce que l’intensité acoustique?
Puissance transportée par les ondes sonores dans une direction donnée, par unité de surface perpendiculairement à cette direction.
Quelle est l’unité utilisée pour mesurer l’intensité acoustique?
Le watt par mètre carré.
VRAI ou FAUX
L’intensité et la pression acoustiques ont des valeurs qui varient peu.
FAUX. L’échelle entre le seuil audible et le seuil de douleur est très grande.
Quelle est l’échelle utilisée pour calculer la pression et l’intensité acoustiques?
L’échelle logarithmique de base 10, le Bel (on utilise de dB pour des raisons pratiques)
Le dB est un rapport entre deux valeurs; lesquelles?
La valeur mesurée et la valeur de référence.
Quelles sont les deux valeurs à savoir lorsqu’on mesure l’intensité et la pression? Ce sont les valeurs de quoi?
Ia référence: 10-12 W/m carré
Pa référence: 2 X 10-5 pascal
Valeurs du seuil audible.
Quelle est la formule de pression acoustique?
Pa = 20log10 (pa/paref) en dB SPL
VRAI ou FAUX
Pour une même source sonore, les dB sont les mêmes qu’on calcule la pression ou l’intensité acoustique?
VRAI; les deux calculs arrivent à la même réponse.
Quel est le son (en dB) le plus fort que l’on peut entendre? Comme s’appelle une onde au-delà de cette frontière
194 dB, onde de choc (zone de pression négative)
VRAI ou FAUX
Un son de 0 dB signifie qu’il n’y a pas de son.
FAUX.
Le son est égal à la pression de référence qui correspond au seuil de l’audition
Si la pression double, le son augmente de ___ dB SPL
6
Si la pression est multipliée par 10, le son augmente de ___ dB SPL
20
Si l’intensité d’un son double, il augmente de ___ dB IL
3dB
Si l’intensité d’un son est multipliée par 10, le son augmente de ____ dB
10
L’amplitude d’un son _______ avec la distance ; pourquoi?
Elle diminue, car l’énergie de disperse sur une sphère; la surface d’une sphère augmente avec le carré de son rayon.
Quand la distance depuis la source est multipliée par 2, qu’arrive-t-il avec la pression? Avec l’intensité? Combien de dB chacune perd-elle?
La pression se divise par 2 et perd 6 dB, et l’intensité, par 4 et perd 3 dB.
Si la Pa d’un son diminue de 50%, elle diminue de __ dB SPL
6
Si la Pa d’un son diminue de 90%, elle diminue de ___ dB SPL
20
Si la Pa d’un son diminue de 99%, elle diminue de __ dB SPL
40
Si la Pa d’un son diminue de 99.9%, elle diminue de __ dB SPl.
60
VRAI ou FAUX
Si on addition deux haut-parleurs de 90 dB chacun, le son sera de 180 dB
Faux. On double, alors le son est de 93dB
VRAI ou FAUX
La mesure en dB est une mesure physique qui ne dépend pas de la fréquence sonore.
VRAI
VRAI ou FAUX
La perception sonore diffère selon la fréquence
VRAI. Nous ne percevons pas les sons de fréquences différentes de la même façon. Le seuil d’audition pour les fréquences basses est plus élevé.
Quand une onde sonore arrive à l’interface de deux milieux, elle peut faire quoi? Les manifestations peuvent-elles avoir lieu en même temps.
Être absorbée, réfléchie, transmise ou diffractée. Oui elles le peuvent.
Que se passe-t-il lorsque l’énergie est absorbée? Quel est le type de milieu le plus absorbant?
Les milieux les plus absorbants sont les matières molles et déformables (souvent utilisées comme isolant acoustique). L’énergie est transformée en chaleur. L’énergie est absorbée par le milieu (souvent mousse)
Que se passe-t-il lorsque l’énergie est réfléchie? Quel est le type de surface qui reflète le plus?
Si l’interface est non déformable, le son sera réfléchi, comme une image dans un miroir, selon un angle différent de l’angle d’origine.
Comment vont interagir des ondes incidentes réfléchies?
Elles vont se renforcer ou s’amenuiser. Si beaucoup d’ondes se croisent, cela forme des noeuds de son.
VRAI ou FAUX
On entend l’écho lorsque le son est réfléchi sur une surface proche de nous.
FAUX. On entend l’écho sir le son heure une surface à une bonne distance.
La transmission de l’énergie dépend de quelle caractéristique du milieu? Qu’est-ce que c’est? De quelle caractéristiques du milieu dépend-elle?
La transmission dépend de l’impédance des milieux. L’impédance est l’opposition d’un milieu au transfert d’énergie. L’impédance dépend de la résistance et de la réactance du milieu. Plus les 2 milieux ont un impédance différente, plus il y aura de perte d’énergie à leur interface.
Lors du passage du son de l’air à l’eau, il y a une perte de ___ % d’énergie, soit de ____ dB SPL
99,9% , 60 dB
Qu’est-ce que la diffraction? De quoi est-ce que cela dépend.
Capacité d’une onde à contourner un obstacle ou à passer dans une fente. C’est grâce à ce phénomène qu’on peut entendre un son émis derrière un obstacle.
Il faut que l’obstacle ou la fente soit de taille relativement petite et cela dépend de la longueur d’onde.
Diffraction:
Si la longueur d’onde est ___ fois plus grande que l’obstacle, elle le traversera sans être perturbée
5
VRAI OU FAUX
Les sons de haute fréquence ont très peu d’obstacles (ils traversent tout)
Faux, ce sont les sons de basse fréquence
VRAI OU FAUX
La matière de l’obstacle influence la diffraction
FAUX
Qu’est-ce que la résonance?
Nécessite 2 systèmes physiques qui peuvent vibrer. Le premier en vibrant fournit l’énergie au deuxième qui entre alors en vibration mais avec la même fréquence que le premier.
Que faut il pour que la résonance soit optimale?
Il faut que la vibration du premier système soit aussi proche que possible de la fréquence de résonance du deuxième système.
De quelle composante de l’impédance dépend la fréquence de résonance?
La réactance.
Qu’est-ce que la réactance?
Capacité du milieu d’emmagasiner l’énergie en tant qu’énergie potentielle. Dépend de la masse et de l’élasticité du milieu.
Réactance totale = _________ - __________
réactance de masse - réactance de compliance
La réactance de masse tend à ______ avec la fréquence du son, la réactance de compliance _______ avec l’augmentation de fréquence
augmenter, diminue.
Il existe une fréquence caractéristique de chaque milieu ou Rm = Rc et donc Rt = 0; c’est la _________
Fréquence de résonance
Plus la fréquence de la vibration du premier système est proche de la fréquence de résonance du second, plus il y a ________ de l’intensité de la vibration transmise
augmentation
Combien de fréquences contient un son pur?
Une seule
Qu’arrive-t-il quand la Rt est nulle?
Le milieu ne peut emmagasiner l’énergie, il ne peut la garder en énergie potentielle. Il doit donc la rendre tout de suite: il se met à vibrer à la même fréquence.
Que dit Fourier? Comment appelle-t-on sa découverte?
Que tout son est formé e la somme d’un certain nombre de sons purs et ses équations permettent d’analyser n’importe quel son et de le décomposer en ses composantes. C’est la transformation de Fourier.
Comment est appelée la fréquence la plus basse du spectre des fréquences?
La fondamentale (fo)
De quoi est composé un son harmonique?
Son complexe composé de sa fondamentale fo et de multiples entiers de la fondamentale (f2, f3,etc.)
VRAI OU FAUX
Tout son dans la vraie vie est complexe?
Vrai
Si fo = 300,
f1 et f2 = ?
f1 et f2 sont quelles harmoniques
f1: 600 (harmonique 2)
f2: 900 (harmonique 3)
Qu’est-ce que le timbre?
À fréquence identique, les sons émis par deux instruments de musique différents ne résonnent pas de la même manière. Chacun se caractérise par son timbre. Aucun son naturel n’est réellement simple: il résulte de la combinaison d’un son principal ou fondamental qui fixe la fréquence perçue par l’oreille et d’un grand nombre de ses harmoniques dont les amplitudes relatives déterminent le timbre. Le timbre dépend donc des cavités de résonance (pharynx, bouche)
Une analyse de Fourier est-elle utilise pour analyser la parole?
Non: elle représenterait seulement un instantané de parole. Nous utilisons plutôt une image de la voix sous forme de spectrogramme.
Que peut-on voir sur un spectrogramme?
Abscisse = temps, fréquence = ordonnée, amplitude = densité de couleur noir.
Qu’est-ce que l’élasticité?
L’opposition d’un objet à un changement de volume.
L’élasticité est décrite par 2 termes opposés, lesquels? Les décrire.
Rigidité: résistance d’une substance aux forces de torsion, de cisaillement qui tendent à la déformer.
Compliance: propriété d’élasticité qui permet à une substance de se déformer selon les forces qui s’y appliquent
Le vitesse du son est un rapport entre __________ du milieu et son _______.
L’élasticité et l’inertie (densité).
Le seuil de l’audition est-il plus haut pour les hautes ou les pour les basses fréquences?
Pour les basses fréquences, le seuil de l’audition est plus élevé.
