Les Fondamentaux du Son et des Vibrations

Comment le son est-il produit ?

Grâce aux vibrations et à la résonance

Vibrations

Le son est produit par la vibration d'un milieu ou d'un objet. Le son se produit toujours à cause des vibrations.

Résonance et Fréquences Naturelles

Les fréquences naturelles sont les fréquences caractéristiques des vibrations que présentent les objets lorsqu'ils sont laissés en oscillation ou en vibration libre.

Une résonance se produit lorsque le système est forcé périodiquement avec une fréquence (rythme) qui coïncide avec certaines de ses fréquences naturelles. Ce phénomène augmente l'énergie.

Mouvement Vibratoire

Le mouvement effectué par un corps qui occupe des positions symétriques par rapport à une position d'équilibre.

Concepts Fondamentaux du Mouvement

1. Cycle (ou Période) : Le chemin suivi par un corps vibrant passant par un point de son parcours jusqu'à ce qu'il revienne au même point avec le même sens de circulation (un cycle complet).

2. Temps (Période) : Temps nécessaire pour qu'un corps effectue une vibration complète. Il est mesuré en secondes.

3. Fréquence : Le nombre de vibrations effectuées par un corps en 1 seconde. L'unité de fréquence est le Hertz (Hz), correspondant à une vibration par seconde.

4. Élongation : Distance entre le corps vibrant et la position d'équilibre. Elle est mesurée en unités de longueur (pieds ou pouces).

5. Amplitude : Distance maximale entre le corps vibrant et la position d'équilibre (Élongation maximale).

Le Son

Définition et Caractéristiques

Le son est une onde mécanique :

• Ondulatoire
• Nécessite un milieu de propagation
• Résulte d'une vibration

Composantes Physiques du Son

Le son est composé d'ondes se propageant dans un milieu qui peut être solide, liquide ou gazeux. Les particules de matière qui transportent ces ondes vibrent dans la direction de propagation de ces ondes (onde longitudinale).

Gamme de Fréquences Audibles

• Êtres humains : Jusqu'à 20 000 Hz.
• Chiens : Jusqu'à 30 000 cycles par seconde.
• Chauves-souris : Jusqu'à 100 000 cycles par seconde.

Moyens de Propagation du Son

Comment le son parvient-il à nos oreilles ? Le son atteint nos oreilles parce que les particules qui composent l'air vibrent et transmettent leur oscillation.

Vitesse du Son

Le son se propage dans l'air à environ 331,3 mètres par seconde et dans l'eau à 1450 m/s. Il se propage plus vite dans l'eau car les particules y sont plus rapprochées, facilitant la diffusion de la vibration.

Les Ondes Sonores

Fréquence et Longueur d'Onde

La mesure de l'espace entre deux crêtes successives d'une onde est appelée longueur d'onde. Plus la fréquence est élevée, plus la longueur d'onde est courte.

L'amplitude de l'onde détermine le niveau du volume ou le niveau sonore.

Son Pur

Il est composé d'ondes dont la fréquence et la longueur d'onde sont constantes dans le temps. Exemples : flûte, sifflet.

Générateurs de Son

La résonance est le phénomène qui permet de produire des ondes sonores dans un volume d'une certaine taille.

Les Qualités du Son

• Intensité (Amplitude) : Détermine si le son est fort ou faible.

• Hauteur ou Ton (Fréquence) : Détermine si le son est grave (basse fréquence) ou aigu (haute fréquence).

  Le ton est lié à la fréquence : une augmentation de la fréquence rend le son plus aigu, et une fréquence faible donne un ton grave.

• Timbre (Forme d'onde) : Permet de distinguer la source du son (exemples : flûte, violon, violoncelle). Le timbre est la forme d'onde présente dans tous les corps vibrants.