1. Définitions
- Son : Phénomène vibratoire caractérisé par une fréquence f (Hz).
- Fréquence (f) : Nombre de périodes par seconde. Plus f est grande, plus le son est aigu.
- Période (T) : Intervalle de temps entre deux états vibratoires identiques.
- Relation : f = 1 / T
- Plage audible : 20 Hz à 20 kHz (infrasons < 20 Hz, ultrasons > 20 kHz).
- Son musical : Onde sonore périodique.
- Bruit : Onde apériodique.
2. Sons purs et sons composés
- Son pur : Onde sinusoïdale, spectre avec un seul pic.
- Son composé : Signal périodique non sinusoïdal, somme de sinusoïdes.
- Fréquence fondamentale (f₀) : Fréquence la plus basse.
- Harmoniques : Multiples de f₀.
- Relation : fn = n × f0
- Spectre avec plusieurs pics.
3. Caractéristiques physiologiques du son
- Timbre : Dépend du nombre et de l’amplitude des harmoniques.
- Hauteur : Dépend de f₀ (son aigu si f₀ élevé).
- Intensité sonore (I) : I = P / S
avec P : puissance en Watt (W), S : surface en m².
- Diminue avec la distance (répartition de l’énergie).
- Niveau d’intensité sonore (L) en dB : L = 10 × log (I / I0)
avec I₀ = 10⁻¹² W/m².
4. Le son des instruments de musique
- Instruments à cordes
- Excitateur : Corde vibrante (détermine la hauteur du son).
- Résonateur : Amplifie et modifie le timbre.
- Fréquence fondamentale (f) dépend de :
- Tension (T) : Plus elle est grande, plus f augmente.
- Longueur (L) : Plus elle est courte, plus f augmente.
- Masse linéique (μ) : Plus elle est grande, plus f diminue.
- Formule : f = (1 / (2 × L)) × √(T / μ)
Instruments à vent :
- Excitateur : Air soufflé (biseau, anche, lamelle).
- Résonateur : Colonne d’air dans le tuyau, définit le timbre.
📌 Points clés :
✔ Un son est une vibration périodique caractérisée par sa fréquence.
✔ Les sons musicaux sont périodiques (purs ou composés).
✔ L’intensité sonore diminue avec la distance et est exprimée en dB.
✔ La fréquence des instruments dépend de la tension, la longueur et la masse des cordes ou de la colonne d’air.
