Le son se propage d’un émetteur à un récepteur. Il est produit par les vibrations d’un émetteur. Cet émetteur est le plus souvent relié à une caisse de résonance qui a pour rôle d’améliorer le couplage acoustique entre l’objet vibrant et l’air et d’augmenter ainsi le son transmis à l’air en augmentant l’amplitude.

Une vibration est un mouvement de va-et-vient, périodique, c’est à dire qui se reproduit identique à lui-même à intervalles de temps égaux.

On appelle période T la durée d’un de ces intervalles ; elle se mesure en seconde (s) dans le système international.

La fréquence de vibration est le nombre d’aller-retour (un aller et un retour comptent pour un) effectués en une seconde (nombre de périodes par seconde).

La fréquence f est l’inverse de la période ; elle s’exprime en Hertz (Hz) : f = 1/T.

La période et la fréquence sont caractéristiques de la vibration.

Nous entendons le son produit par un émetteur à une certaine distance : le son se propage depuis l’émetteur jusqu’au récepteur.

La vibration de l’émetteur modifie le milieu de propagation.

Dans l’air, par exemple, la vibration se propage de la membrane du haut-parleur vers les couches d’air qui se trouvent devant elle ; la propagation du son se traduit par la mise en mouvement, de proche en proche, des molécules de part et d’autre de leur position moyenne, comme les spires d’un ressort. Il en résulte des variations de pression dans l’espace de propagation.

Les récepteurs tels que l’oreille ou le microphone sont sensibles à la variation de pression.

Un ensemble de molécules qui vibrent reste globalement au même endroit : il n’y a pas de déplacement de matière de l’émetteur au récepteur.

La vitesse moyenne est égale au quotient de la distance parcourue par la durée de parcours : v = d/t.

Dans l’air à 20°, le son se déplace à la vitesse de 340 m/s. Cette vitesse dépend du milieu de propagation et de sa température.

Le domaine des fréquences audibles pour l’oreille humaine est compris entre 20 et 20 000 Hertz.

Les ultrasons ont des fréquences supérieures à 20 000 Hz et les infrasons des fréquences inférieures à 20 Hz.

Plus la fréquence du son se rapproche de 20 Hz, plus le son est grave. Plus la fréquence du son se rapproche de 20 000 Hz, plus il est aigu.

La hauteur d’un son est la caractéristique qui donne la sensation qu’un son est plus aigu ou plus grave qu’un autre. Plus la hauteur est élevée plus le son est aigu. La hauteur est donc liée à la fréquence du son émis.

Une note émise par un instrument est une onde sonore nommée son musical.

Un son sinusoïdal comme celui du diapason est un son pur. Les sons non sinusoïdaux, mais périodiques, sont qualifiés de complexes.

Pour une même note jouée, la forme du signal temporel est relative au timbre du son, qui diffère selon l’instrument qui joue la note.

La puissance sonore P d’un émetteur s’exprime en watt (W) ; la puissance sonore croit avec l’amplitude de la vibration.

L’intensité sonore I est d’autant plus grande que la surface qui reçoit la même puissance est faible.

L’intensité sonore a pour référence : I0 = 1.10-12 W.m-2 ; elle s’exprime en watt par mètre carré.

Le niveau d’intensité sonore s’exprime en décibel acoustique dBA et dépend des intensités I et I0.

Il existe une échelle absolue de niveau sonore : on fixe arbitrairement le point de référence fixe, de niveau sonore 0 décibel, correspondant au seuil minimal d’un son audible à 1 000 Hz, d’intensité I0.

À partir de 120 dB, l’intensité sonore devient douloureuse et dangereuse, au-delà il y a un risque de lésion irréversible du système auditif.

L’oreille est un organe fragile qu’il faut savoir protéger, car les altérations provoquées par des expositions répétées à des intensités acoustiques trop élevées ne sont pas instantanées, mais hélas, irrémédiables. Plus l’oreille est soumise à des niveaux d’intensité sonore élevés pendant des durées longues, plus le risque de perte auditive augmente.