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TPE Daoud 2 .pdf



Nom original: TPE Daoud 2.pdf
Auteur: Daoud Kadoch

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I – Émission du son
Propagation du son
Un son est produit grâce à la vibration d'un objet ,il s'agit d'une onde qui se propage dans un
milieu permettant cette propagation , comme par exemple dans l'air, ou ces ondes se déplacent à
grâce à une variation de pression, qui crée une compression qui se déplace au milieu des molécules
d'air , sans les faire bouger .

Le son a en effet besoin de molécule pour pouvoir se propager : plus le son se propage dans un
milieu dense, plus la vitesse du son sera rapide, au contraire si le son se propage dans du vide par
exemple, il n'y aura pas de son car il n'y pas de molécule sur quoi le son pourrais se déplacer .
Expérience du du réveil dans la cloche à vide
On fait sonner un réveil, qu'on place sous une cloche à vide, on accroche une pompe à vide sous la
cloche , tandis que le réveil se fait toujours entendre .
On démarre la pompe à vide , et la cloche se vide de son air petit à petit , et parallèlement le son
que provoque le réveil baisse de plus en plus .
Une fois l'air de la cloche entièrement vidé, il n'y a plus aucun son qui ressors de la cloche, alors
que le réveil bouge toujours .
Illustration par schéma de cette expérience :
Étape 1

Étape 2

Étape 3

A l'issue de cette expérience, on comprendra clairement que le son ne peut pas se propager dans le
vide, car l'onde sonore n'a plus de molécule sur quoi elle pourrait se déplacer .
La vitesse du son
La vitesse du son varie selon les milieux ou il est produit , par exemple dans l'air le son se propage
une vitesse d'environ 344m par seconde tandis que dans l'eau il se propage à 1482m par seconde ,
ou même à 5000m/s dans l'acier (soit 5km par seconde) .

Remarque: La vitesse de propagation du son (ou célérité) dépend de la nature, de la température et
de la pression du milieu , Celle-ci augmente lorsque la densité du corps traversé (gazeux, liquide
ou solide) augmente, ainsi que sa compressibilité (def : aptitude à changer de volume sous l'effet de
la pression).
La fréquence
La tonalité du son varie en fonction de sa fréquence : plus le son sera grave plus la fréquence sera
faible , en revanche plus le son sera aigu, plus la fréquence sera élevée , La fréquence s’exprime en
Hz (hertz) ,et représente le nombre de fois qu’un son est produit en une seconde, sa formule
s'exprime donc comme ceci : f(T) = 1/T
T est la période du signal, et il représente la plus petite durée au bout de laquelle le signal
périodique se reproduit identique à lui même .

Le son est représenté sous la forme d'une courbe sinusoïdale dans un repère :

Production du son
Un son comme précisé précédemment, est produit grâce à la vibration d'un objet , les instruments
de musiques sont des producteurs de son donc des producteurs de vibration .
C'est le cas par exemple du violon ,qui en frottant ses cordes avec un archet (une pièce de bois plus
ou moins cintrée par une corde tendue entre ses extrémités ), les fait vibrer , cette vibration va être
transmise à la caisse de résonance du violon par le chevalet .
La tonalité de la note dépendra de la forme de la note, en effet plus la corde sera longue et grosse
plus le son sera grave , mais pourquoi ?
Parce que sur une longue corde , la vibration sera plus lente et donc la fréquence sera plus courte,
et qui dit fréquence courte dit tonalité grave .
Schéma d'un violon :

Son pur et son complexe
Un son dit « pur » est un son dont l'onde est parfaitement sinusoïdale , un son comme celui-ci ne
peut-être produit dans la nature, en effet un tel son ne peut-être crée qu'avec un appareil
électronique .
Un son complexe est un son non sinusoïdal comme par exemple une note d'un instrument de
musique .
Schéma de la courbe sinusoïdale d'un son pur :

Schéma courbe d'un son complexe :

Le son perçu par l'oreille humaine
Comme expliqué précédemment, la fréquence d'un son est le nombre d'oscillation periodique par
seconde, et est exprimée en Hertz (Hz) .
Les fréquences qui sont audibles par l'être humain vont de 20Hz à 20 000Hz (plus grave au plus
aigu) environ, on sait que ces chiffres peuvent varier selon l'âge de la personne .
En dessous de 20Hz, les sons ne sont plus audibles par l'Homme, car on entre là dans le domaine
des infrasons(les infrasons sont souvent produits par des phénomène naturels tels que les
tremblements de terre ou les tonnerres ), et au dessus de 20 000 Hz, dans le domaine des ultrasons
(les ultrasons utilisés par les dauphins à l'aide de leurs sonar par exemple) .


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