TSpé45-Ch17-Propagation des ondes

Le sol2 (f = 200 Hz) dans l'air (c=340 m/s)

• La période correspondant à cette fréquence est 5 ms

• La longueur d'onde dans l'air correspondant à cette vibration est 1,7 m

• L'onde se propage de 1 km en 3 secondes

• Si la fréquence augmente, alors la longueur d'onde augmente (on suppose que la célérité ne dépend pas de la fréquence)

Le son

• Le son est une onde longitudinale

• Le son est une onde de compression-dilatation : les couches d'air subissent une perturbation de surpression et une perturbation de déplacement au passage de l'onde

• Les fréquences audibles sont dans la gamme 20 Hz - 20 kHz.

• On appelle ultrasons les sons de fréquence inférieure à 20 Hz

Son musical et grandeurs physiques

• Le "volume sonore" (son fort ou faible) est associé à l'intensité ou le niveau d'intensité sonore

• La hauteur d'un son est associée à sa fréquence

• Si la fréquence augmente, les sons sont plus graves

• Le timbre permet de distinguer deux sons de même hauteur et de même "volume sonore". Il peut être analysé par une analyse spectrale

Enregistrements à l'orchestre

• 4 violons jouant au même niveau L₀ ont une intensité sonore I 4 fois plus grande qu'un seul des violons

• 4 flutes jouant au même niveau L₀ ont un niveau d'intensité sonore L plus élevé de 6 dB

• Si le signal d'un enregistrement audio baisse de 20 dB, c'est que l'intensité sonore I a été divisée par 100

• Le seuil de douleur est d'environ 1200 dB

Ménagez vos oreilles

• Si la puissance émise est P = 10 W est répartie sur une surface S = 2 m², alors l'intensité sonore I = 5 W/m²

• Si l'intensité sonore I double, alors le niveau d'intensité L augmente de +3 dB

• Si le niveau d'intensité sonore augmente de 20 dB (2B), alors l'intensité sonore I est multipliée par 100 (10²)

• Si I est multiplié par 1000, alors L augmente de 1000 dB

L'intensité (sonore ou lumineuse)

• Si 50 W sont transférés pendant 10 s alors l'intensité est de 5W/m²

• Si 5 mW sont déposés sur un détecteur de 1 cm² alors l'intensité lumineuse (irradiance) est de 50 W/m²

• Si 50 W sont transférés pendant 10 s alors l'énergie déposée est E=500J

Echolocalisation - La chauve souris émet des cris brefs de fréquence f = 40 kHz - La célérité est V_US= 340 m/s

• L'onde parcourt une distance de 3,4 m en 10 ms

• La période T de l'onde émise par la chauve souris est 25 ms

• La longueur d'onde du signal est d'environ 9 mm

• Si la chauve souris détecte un retard de 20 ms pour l'écho de son cri, elle est donc à 3,4 m de l'obstacle.

Relier célérité v, période T, fréquence f et longueur d'onde λ

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"La propagation d'une perturbation sans transport de matière dans un milieu matériel" est la définition de

• une onde

• une onde matérielle

• onde mécanique

• une onde septimus

Niveau d'intensité sonore L

• 2 violons de niveau d'intensité sonore L = 60 dB chacun ont un niveau global de 120 dB

• 2 violons de niveau d'intensité sonore L=70 dB chacun ont un niveau global de 73 dB

• 100 violons de niveau d'intension sonore L = 75 dB ont un niveau global de 95 dB

• 120 dB (décibels) = 12 B (Bell)