Émission et perception d’un son

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-CLASSE INVERSÉE- Parcours sur :

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Émission et perception d’un son

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Étapes Objectifs Contenu date

Je découvre

(le contexte)

- Savoir décrire l’émission/propagation d’un son

- Savoir utiliser la fréquence/période - Savoir déterminer la vitesse d’un signal sonore

Présentation : Questionnement sur «le son».

05/05/20

Je m’informe …des prérequis

1-Au cours d’une transformation nucléaire seul le noyau de l’atome est touché !

Je m’approprie…

des nouveautés

à distance

Voir les Vidéos :

1-https://lycee.hachette-education.com/ressources/0002016262689/C12_VID_signaux- sonores.mp4

05/05/20

en classe

- Exercices n° 5,6,13,17,26 p. 216 à 221 …./05/20

J’approfondis

(savoir porter un regard critique)

Je m’auto- évalue

Q.C.M Sur Kahoot disponible à partir du… …./05/20

Carte Mentale A réaliser pour le… …./05/20

J’évalue La carte mentale de mon voisin………... …./05/20

Évaluation

ECE Devoir

https://www.physique-chimie-facile.jimdofree.com

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L’essentiel sur :

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Émission et Perception d’un son

^» ^{durée :}

 - Savoir décrire l’émission/propagation d’un son - Savoir utiliser la fréquence/période

- Savoir déterminer la vitesse d’un signal sonore

2 semaines

Introduction

Les sons nous entourent au quotidien, certains sont agréables et mélodieux d’autres ne sont que des bruits et peuvent traumatiser nos oreilles !

I- Émission et Propagation d’un signal sonore :

1°/ Émission d’un signal sonore :

 Un objet qui vibre émet un signal sonore, il est appelé l’émetteur (exemples : cordes vocales, cordes de guitare, anche d’un saxophone, membrane d’un haut-parleur….).

 Généralement, pour que le signal soit plus audible, l’émetteur est accompagné d’un résonateur, qui amplifie le signal (exemples : œsophage, caisse de résonance)

2°/ Propagation d’un signal sonore :

 Les vibrations sont transmises au milieu environnant, qui doit être matériel.

Le son ne se propage pas dans le vide !

 Le mouvement est transmis de proche en proche.

Le son n’est pas un courant d’air car il n’y a pas un mouvement d’ensemble !

 La vitesse de propagation (ou célérité) d’un signal sonore dépend du milieu de propagation (sa compressibilité, sa masse volumique et sa température).

La vitesse v (exprimée en m/s) est le rapport de la distance d (en m) qu’un signal parcourt par la durée t (en s) pour aller de la source au récepteur.

Remarque :

A 15°C, dans l’air la vitesse du son vaut 340 m/s mais dans l’eau de mer elle vaut 1500 m/s ! Exercice :

Le mur du son est un phénomène physique aérodynamique caractérisé par l'atteinte d'une vitesse au moins égale à celle de la vitesse du son dans l'air, soit 340 mètres par seconde, aussi appelé « Mach 1 », et provoquant une onde de choc sous forme de déflagration supersonique.

-Convertir cette vitesse en km/h.

. ……….……

3°/ Le signal sonore « périodique »:

Un signal qui se reproduit de façon identique à intervalles de temps régulier est qualifié de signal périodique.

Par définition, on appelle fréquence, notée f, exprimée en hertz, le nombre de fois que le signal se répète dans un laps de temps d’une seconde.

On appelle période, notée T, exprimée en seconde, la plus petite durée au bout de laquelle le signal se reproduit identique à lui-même.

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Remarques :

-La fréquence et la période sont inverses l’un de l’autre : f = 1 T

-En général, l’enregistrement d’un signal sonore fait apparaître son amplitude en ordonnée et la période en abscisse.

II- La perception d’un signal sonore :

1°/ Généralités:

Pour entendre un son, il faut un capteur ! C’est un milieu auquel on peut communiquer les vibrations (exemples : le tympan de l’oreille, une membrane d’un microphone…).

 L’oreille humaine est limitée à un domaine de fréquence : [20 Hz ; 20 000 Hz]

-Si f < 20 Hz : domaine des infrasons (communication entre éléphants).

-Si f > 20 000 Hz : domaine des ultrasons (communication entre dauphins, entre chauve-souris).

 Un son sera qualifié de « pur », s’il ne contient qu’une seule fréquence de vibration. Un diapason émet un son pur.

 Un son sera qualifié de « complexe » s’il résulte de la superposition de plusieurs

vibrations. Les instruments de musique permettent de jouer des notes qui sont des sons complexes.

NB

: La plus basse fréquence d’une note est appelée « la fondamentale ».

2°/ Hauteur et Timbre :

 On parle de la hauteur d’un son d’un instrument de musique.

C’est une sensation liée à la fréquence d’un son périodique qui fait dire qu’un son est aigu ou grave si sa fréquence est plus ou moins élevée.

Exemple : sur une portée de musique, une note sera d’autant plus haute que sa fréquence sera élevée !

 On appelle timbre d’un son la forme du signal sonore.

T

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Deux instruments de musique peuvent jouer la même note avec la même intensité pourtant la forme du signal est différente et notre oreille saura les distinguer !

2°/ Intensité (I) et Niveau d’intensité sonore (L) :

Plus l’amplitude d’un signal sonore est élevée et plus l’intensité sonore I sera grande.

Soit P la puissance « acoustique » (en W) émise par une source.

A une distance r, on appelle intensité sonore, notée I exprimée en watt par mètre carré (W/m²),

le rapport : I = P / S (avec S = 4r² : surface d’une sphère)

Exercice :

Pendant un concert, une enceinte émet une puissance P = 100 W. Un spectateur se trouve à 50 m et un autre se trouve à 200 m.

-Calculer l’intensité perçue par chacun.

I1(50m)= ……….

I2(200m)=………

NB

: L’intensité minimale audible vaut : I0 = 1,0 x 10^-12 W/m²

Il existe une échelle plus facile à manipuler : le niveau d’intensité sonore !

Ce niveau est fixé par rapport à l’intensité minimale audible I0, il s’exprime en décibels (dB), varie dans le même sens (mais ces deux grandeurs ne sont pas proportionnels !).

Le niveau d’intensité sonore L se mesure à l’aide d’un sonomètre

Dans cette échelle : l’intensité minimale audible vaut : I0 = 1,0 x 10^-12 W/m² elle correspond à 0 dB ! Remarque importante :

Dans cette échelle, lorsque l’intensité sonore double, le niveau augmente de (+ 3 dB).

CONCLUSION : « Exposition sonore »

 L’exposition sonore tient compte à la fois du niveau d’intensité sonore ET de la durée d’exposition auxquels l’oreille humaine est soumise.

 L’oreille humaine cumule et garde la mémoire des agressions sonores sur une semaine!

 Une exposition sonore trop élevée peut avoir des conséquences irréversibles appelées

« surdité ». Une législation européenne a été instaurée : la limite est fixée à 85 dB : 8h/jour.