Spécialité TS
SONS PURS ET SONS COMPLEXES 1- Définitions :
Sons purs :
Un son pur (ou son simple) correspond à une onde sinusoïdale dont la fréquence et l'amplitude sont constantes.
Le son du diapason est un exemple de son pur.
Sons complexes :
La plupart des sons que nous percevons dans notre environnement ne sont pas purs mais complexes.
Un son complexe est souvent composé de plusieurs sons purs (donc de plusieurs fréquences) d'amplitudes différentes.
Vibration (son complexe) résultant de la superposition d'harmoniques 1, 2 et 4
Graphiquement (figure ci-dessus), un son complexe est représenté par une courbe périodique, non sinusoïdale et de forme compliquée.
2- Analyse spectrale
Certains sons complexes sont dits à harmonies multiples. Alors le son est composé d'une vibration fondamentale de fréquence N sur laquelle se superposent des vibrations dites harmoniques dont les fréquences sont des multiples de la fréquence fondamentale f.
Fourier, mathématicien français (1768 - 1830), dans son théorème, a démontré que tout mouvement vibratoire de fréquence f peut être décomposé en une somme de mouvements sinusoïdaux harmoniques de fréquences f, 2.f, 3.f, ....
La première vibration, de fréquence f, est la vibration fondamentale ou première harmonique (rang 1) sur laquelle se superposent des vibrations dites harmoniques et dont les fréquences sont des multiples de la première.
Figure ci-dessus : la vibration (en trait gras) résulte de l'addition d'harmoniques de fréquences f (courbe bleue), 2.f (courbe violette) et 4.f (courbe jaune).
Les logiciels analyseurs d'harmoniques (FFT : Fast Fourrier Transform ou transformé de Fourier rapide) permettent de décomposer ce type de sons. Le résultat graphique d'une telle analyse est appelé spectre des fréquences.
Spectre des fréquences d'un son à harmoniques multiples
Chaque harmonique est représentée par un segment de droite dont l'abscisse donne la fréquence. La longueur de chaque segment est proportionnelle à l'intensité (ou amplitude) du son.
Simulation : petits logiciels de sciences physiques ou Waver (Micrelec)
