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STAGE - LE SON, PHÉNOMÈNE VIBRATOIRE

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Le niveau d'intensité sonore

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Le niveau d'intensité sonore

 

I. L’intensité sonore

 

Définition : l’intensité sonore se note $I$ (en $W.m^{-2}$) et représente la puissance par unité de surface de l’onde sonore. C’est la puissance que l’on obtient sur un petit élément de surface.

 

A. 1, 2, 3 instruments

En fonction du nombre de sources sonores, l’intensité sonore varie. On considère comme source sonore un instrument de musique et on se place à $1 m$ de cet instrument. Celui-ci émet une onde sonore et on reçoit une intensité sonore $I$ à $1\ m$ de distance.

Si cette fois il y a deux instruments, l’intensité sonore va être $2 \times I$, puis $3 \times I$, s'il y a trois instruments, etc. Ainsi l’intensité sonore est additive.

 

B. Effet de la distance

En fonction de la distance à laquelle on se place l’intensité sonore varie. On considère un seul instruments et l’on se place à $1 \ m$ de cet instrument, on reçoit alors une intensité sonore $I.$ Si maintenant on se place à $2 \ m,$ alors l’intensité sonore est divisée par deux, à $3 \ m$ on divise l’intensité sonore par trois, etc. Ainsi, l’intensité sonore décroît inversement au rayon.

On peut noter : $I(R_2)=\dfrac{R_1}{R_2}\times I(R_1)$

 

II. Le niveau d’intensité sonore

 

Le niveau d’intensité sonore est différent de l’intensité sonore, ce ne sont pas les mêmes grandeurs.

 

Définition : le niveau d’intensité sonore s’exprime en décibel (dB) et vaut : $L=10 \times log(\dfrac{I}{I_0})$.

$I_0$ est l’intensité sonore de référence et vaut $I_0=10^{-12}\ W.m^{-2}$.

On peut ainsi calculer le niveau d’intensité sonore si on connaît $I,$ mais on peut aussi connaître l’intensité sonore si on connaît le niveau d’intensité sonore : $I=I_0 \times 10^{\frac{L}{10}}$ (formule réciproque).

 

Variation de $L$ avec $I$

Comment varie le niveau d’intensité sonore lorsque l’intensité sonore varie ?

On a alors :

$I \to 2I \Rightarrow L \to L+3 \ dB$

$I \to \frac{I}{2} \Rightarrow L \to L-3 \ dB$