Hauteur et fréquence: En général, on dit d’un son qu’il est plus ou moins fort et plus ou moins aigu (ou grave). Ces deux notions sont fondamentales pour caractériser un son : son amplitude qui correspond à son volume et sa fréquence qui correspond à sa hauteur.
Une oreille normale permet d’entendre des sons ayant une fréquence entre 20 Hz et 20 000 Hz (20 kHz) environ.
Les fréquences inférieures à 20 Hz sont appelées infrabasses, et les fréquences supérieures sont appelées ultra-sons. Elles sont utilisées comme radar.
Or, ce n’est pas parce qu’on ne peut pas entendre certains sons qu’on ne peut pas les ressentir. En effet, ces sons peuvent être perçus notamment par la cage thoracique qui vibre en leur présence. Alors même s’ils ne sont pas entendus, ils participent à la richesse du son et de l’atmosphère. Les infrabasses sont d’ailleurs utilisées au cinéma pour rendre les situations plus prenantes.
Les fréquences sont mesurées à 3 niveaux :
-les sons graves-- entre 20 à 200 Hz
-les médiums (sous-divisés en bas-médiums et haut-médiums)-- entre 200 et 1000Hz
-les sons aigus-- entre 1000 et 15 000 Hz
Mais ce ne sont que des approximations, il n'existe pas de frontières définies entre les uns et les autres . Cependant ces termes reviennent très souvent pour décrire un son ou du matériel audio.
Les vibrations constituant le son ne sont pas perçus de manière linéaire: en effet, une personne normale perçoit très bien les médiums et haut-médiums tandis que les extrêmes (graves ou aigus) sont plus durs à entendre. On commence à reconnaître les basses aux alentours de 50Hz à partir de 60dB alors qu'il suffit de 10dB pour entendre les sons allant de 1000 à 5000Hz.
De plus, les graves ressortent beaucoup plus à fort volume tandis que les aigus dominent largement à faible volume. Théoriquement, le volume idéal (parité entre aigus et graves) se situe aux alentours de 90dB (décibels). A la fréquence, on associe la période. Ces deux notions sont fortement liées car la période est l'inverse de la fréquence.
En musique, la fréquence va déterminer la hauteur de la note jouée. soit déterminer si le son est grave ou aigu .Cela va aussi permettre de différencier un Do d'un Mi par exemple.
Une oreille normale permet d’entendre des sons ayant une fréquence entre 20 Hz et 20 000 Hz (20 kHz) environ.
Les fréquences inférieures à 20 Hz sont appelées infrabasses, et les fréquences supérieures sont appelées ultra-sons. Elles sont utilisées comme radar.
Or, ce n’est pas parce qu’on ne peut pas entendre certains sons qu’on ne peut pas les ressentir. En effet, ces sons peuvent être perçus notamment par la cage thoracique qui vibre en leur présence. Alors même s’ils ne sont pas entendus, ils participent à la richesse du son et de l’atmosphère. Les infrabasses sont d’ailleurs utilisées au cinéma pour rendre les situations plus prenantes.
Les fréquences sont mesurées à 3 niveaux :
-les sons graves-- entre 20 à 200 Hz
-les médiums (sous-divisés en bas-médiums et haut-médiums)-- entre 200 et 1000Hz
-les sons aigus-- entre 1000 et 15 000 Hz
Mais ce ne sont que des approximations, il n'existe pas de frontières définies entre les uns et les autres . Cependant ces termes reviennent très souvent pour décrire un son ou du matériel audio.
Les vibrations constituant le son ne sont pas perçus de manière linéaire: en effet, une personne normale perçoit très bien les médiums et haut-médiums tandis que les extrêmes (graves ou aigus) sont plus durs à entendre. On commence à reconnaître les basses aux alentours de 50Hz à partir de 60dB alors qu'il suffit de 10dB pour entendre les sons allant de 1000 à 5000Hz.
De plus, les graves ressortent beaucoup plus à fort volume tandis que les aigus dominent largement à faible volume. Théoriquement, le volume idéal (parité entre aigus et graves) se situe aux alentours de 90dB (décibels). A la fréquence, on associe la période. Ces deux notions sont fortement liées car la période est l'inverse de la fréquence.
En musique, la fréquence va déterminer la hauteur de la note jouée. soit déterminer si le son est grave ou aigu .Cela va aussi permettre de différencier un Do d'un Mi par exemple.
![Photo](/uploads/9/7/3/5/97353332/do-mi_orig.png)
Graphiques des fréquences des notes Do et Mi.
Ces deux graphiques sont les représentations temporelles des signaux émis par un piano pour les notes Do et Mi d'un même octave.
D'après les graphiques, le Do a une période de 1.81 ms et une fréquence de 552 Hz, tandis que le Mi a une période de 1.5 ms et une fréquence de 6.7x10^2 Hz. Plus la fréquence est élevée, plus le son est aigue: le mi ayant une plus grande fréquence est donc le plus aiguë.
source image.
Ces deux graphiques sont les représentations temporelles des signaux émis par un piano pour les notes Do et Mi d'un même octave.
D'après les graphiques, le Do a une période de 1.81 ms et une fréquence de 552 Hz, tandis que le Mi a une période de 1.5 ms et une fréquence de 6.7x10^2 Hz. Plus la fréquence est élevée, plus le son est aigue: le mi ayant une plus grande fréquence est donc le plus aiguë.
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![Photo](/uploads/9/7/3/5/97353332/son-complexe_1_orig.png)
Schéma de décomposition d'un son complexe
Le son de la note émise par un instrument de musique, que ce soit un do ou un mi est un son complexe, c'est à dire qu'il est composé de plusieurs sons purs. C'est un signal périodique dont l'allure est quelconque.
Ici, le signal résultant est un son complexe,résultat de l'addition de trois fréquences différentes: 50 Hz, 150 Hz et 250 Hz. Le son est composé du son pur: l'onde fondamental (la plus basse : 50 Hz) qui est la plus entendu et d'harmoniques, moins présentes à l'audition mais indispensable à la formation du son final. La hauteur étant liée à la fréquence, celle ci est donc de 50 Hz.
source image.
Le son de la note émise par un instrument de musique, que ce soit un do ou un mi est un son complexe, c'est à dire qu'il est composé de plusieurs sons purs. C'est un signal périodique dont l'allure est quelconque.
Ici, le signal résultant est un son complexe,résultat de l'addition de trois fréquences différentes: 50 Hz, 150 Hz et 250 Hz. Le son est composé du son pur: l'onde fondamental (la plus basse : 50 Hz) qui est la plus entendu et d'harmoniques, moins présentes à l'audition mais indispensable à la formation du son final. La hauteur étant liée à la fréquence, celle ci est donc de 50 Hz.
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Intensité et amplitude : L’intensité d’un son est la qualité qui donne la sensation qu’un son est plus ou moins fort. Elle est liée à l’amplitude de la vibration sonore perçue et dépend de la puissance transmise par cette vibration au récepteur (membrane du micro, tympan de l’oreille…). L'amplitude est une grandeur qui donne l'énergie transposée par une vibration. En effet, une vibration peut comprimer les molécules d'air de façon forte ou moins forte. L’amplitude maximale est la différence de hauteur entre le point le plus haut et le point le plus bas de la courbe. Elle représente donc la différence entre la pression maximale et minimale, oscillant autour d’une valeur de référence (dans l'air, c’est la pression atmosphérique). On peut représenter l'amplitude de la pression (son intensité) en fonction du temps: elle est de forme sinusoïdale.
Certains sons seront perçus douloureusement par l’oreille lorsque leur intensité sonore sera trop élevée. La puissance émise se répartit sur une portion de sphère dont la surface augmente avec l’éloignement de la source sonore : l’intensité s’affaiblit donc avec la distance du récepteur à la source. L'intensité sonore est la puissance acoustique reçue par unité de surface ; elle s'exprime donc en W.m^-2 . L’oreille normale perçoit tout changement d’intensité sonore comme:
- L'Atténuation. En champ libre, c'est-à-dire dans un espace où aucun obstacle ne perturbe la propagation de l'onde sonore, son intensité acoustique diminue quand on s'éloigne de la source sonore.
- La Réflexion. Lorsqu'une onde sonore rencontre un obstacle tel que la paroi d'un local, une certaine quantité de l'énergie est réfléchie et revient dans la pièce .
- L'Absorption. Une autre quantité de l'énergie est absorbée en partie par les matériaux constituant la paroi : les hautes fréquences étant plus facilement atténuées que les basses.
- La Transmission. Une partie de l'énergie est transmise dans la pièce voisine par le biais de la paroi, qui agit comme une source sonore secondaire.
Un niveau sonore s’exprime en décibels acoustiques(dBA). Il est relié à l’intensité par la relation suivante:
L= 10.log.(I/I0) Avec I0 = 10^-12 W.m-2 soit 1000Hz.
Le seuil d’audibilité est l’intensité sonore I0 au dessous de laquelle un son n’est plus perceptible à une fréquence donnée. Elle varie en fonction de la fréquence. Des sons très graves ou très aigus doivent avoir un niveau sonore beaucoup plus élevé pour être perceptibles. Le seuil de sensation douloureuse est l’intensité sonore au dessus de laquelle un son provoque une sensation de douleur pour l’oreille. Elle varie peu avec la fréquence. Imax ≈ 100 W.m-2 donc L ≈ 140 dBA à f = 1000 Hz Les sons très aigus et très graves représentent beaucoup plus de danger.
source image.
A ce niveau, la durée d’exposition joue un rôle sur les effets du bruit supporté: une exposition trop longue à des sons de niveau sonore trop élevé peut entraîner des lésions plus ou moins graves, voire irréversibles au niveau du système auditif. La surdité de beethoven reste toujours un mystère quant à ses origines mais la trop forte exposition musicale n'est pas à exclure...