3.4. Résumé de la section#
14.1 Vitesse du son, fréquence et longueur d’onde#
Le son est un type d’onde.
Le son est une perturbation de la matière qui est transmise de sa source vers l’extérieur sous forme d’ondes longitudinales.
La relation entre la vitesse du son v, sa fréquence f et sa longueur d’onde \(\lambda\) est donnée par \(v = f\lambda\), qui est la même relation que celle donnée pour toutes les ondes.
La vitesse du son dépend du milieu dans lequel l’onde sonore se déplace.
Dans un milieu donné, à une température (ou densité) spécifique, la vitesse du son v est la même pour toutes les fréquences et longueurs d’onde.
14.2 Intensité sonore et niveau sonore#
L’intensité d’un son est proportionnelle à son amplitude au carré.
L’énergie d’une onde sonore est également proportionnelle à son amplitude au carré.
Le niveau d’intensité sonore en décibels (dB) est plus pertinent pour la façon dont les humains perçoivent les sons que l’intensité sonore (en W/m^2^), même si l’intensité sonore est l’unité SI.
Le niveau d’intensité sonore n’est pas la même chose que l’intensité sonore — il vous indique le niveau du son par rapport à une intensité de référence plutôt que l’intensité réelle.
L’ouïe est la perception du son et implique la transformation des ondes sonores en vibrations des parties de l’oreille. Ces vibrations sont ensuite transformées en signaux neuronaux qui sont interprétés par le cerveau.
Les gens créent des sons en poussant l’air vers le haut à travers leurs poumons et à travers des plis élastiques dans la gorge appelés cordes vocales.
14.3 Effet Doppler et bangs soniques#
L’effet Doppler est un décalage de la fréquence observée d’un son dû au mouvement de la source ou de l’observateur.
La fréquence observée est supérieure à la fréquence réelle de la source lorsque la source et l’observateur se rapprochent l’un de l’autre, soit par la source se déplaçant vers l’observateur, soit par l’observateur se déplaçant vers la source.
Un bang sonique est une interférence constructive du son créée par un objet se déplaçant plus vite que le son.
14.4 Interférence et résonance sonores#
La fréquence propre d’un système est la fréquence à laquelle le système oscille s’il n’est pas affecté par des forces motrices ou d’amortissement.
Une force périodique entraînant un oscillateur harmonique à sa fréquence propre produit une résonance. On dit que le système résonne.
Les battements se produisent lorsque des ondes de fréquences légèrement différentes sont superposées.
Dans les colonnes d’air, la résonance de fréquence la plus basse est appelée fondamentale, tandis que toutes les fréquences de résonance plus élevées sont appelées harmoniques. Collectivement, on les appelle des harmoniques.
Les fréquences de résonance d’un tube fermé à une extrémité sont \(f_{n} = n\frac{v}{4L},\ n = 1,3,5...\), où f~1~ est la fondamentale et L est la longueur du tube.
Les fréquences de résonance d’un tube ouvert aux deux extrémités sont \(f_{n} = n\frac{v}{2L},\ n = 1,2,3...\)