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LE SON, PHÉNOMÈNE VIBRATOIRE

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Le son, phénomène vibratoire

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Le son, phénomène vibratoire

 

I. Le son

 

A. L’onde sonore

Un son et une onde sonore.

Définition : un son est la propagation d’une perturbation sans transport de matière dans un milieu matériel.

Exemple : la voix. L’air se comprime dans la bouche et cette compression de l’air se propage de proche en proche jusqu’à l’oreille qui peut entendre le son.

Les ondes sonores ne peuvent se propager que dans des milieux matériels : l’air, l’eau ou un solide mais pas le vide (dans l’espace, il n’y a pas de son) !

 

B. Son pur et son composé

Définition : un son pur est un son constitué d’une unique note (pour la musique), c’est-à-dire d’une unique fréquence (pour la physique).

Exemple : le diapason produit un son pur.

 

Définition : un son composé est un son composé de plusieurs notes, c’est-à-dire de plusieurs fréquences.

Exemple : la voix est un son composé.

 

Cas particulier : un son composé particulier est un son dont les fréquences qui le composent sont multiples les unes des autres. On a alors une fréquence fondamentale $f_1$ et les autres fréquences sont des harmoniques $f_2$, $f_3$, etc. Et $f_2=2 f_1$, $f_3=3 f_1$, etc.

 

C. Comment produire un son ?

Il y a plusieurs manières de produire un son :

- une corde tendue que l’on fait vibrer (guitare, piano),

- une peau tendue que l’on fait vibrer (tambour, haut parleur),

- on emprisonne une certaine quantité d’air dans un milieu confiné que l’on fait vibrer (la voix ou les instruments à vent : flûte, saxophone).

 

II. Spectre d’un signal

 

A. Le son pur

On connaît déjà la représentation temporelle d’un signal sonore : on trace l’amplitude du signal en fonction du temps. Il existe une autre représentation possible, qui s’appelle la représentation fréquentielle. On représente cette fois l’amplitude du signal en fonction de la fréquence (en Hz). On connaîtra alors l’amplitude du signal pour chaque bande de fréquence.

Pour un son pur, il n’y a qu’une unique fréquence donc dans la représentation fréquentielle il n’y aura qu’un seul trait. Toute l’amplitude du signal est contenue dans une seule fréquence.

 

B. Le son composé

À l’inverse, pour un son composé, il y a plusieurs fréquences. La représentation fréquentielle sera composée de plusieurs traits à des fréquences différentes.