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A.G. Bell. 1. Fronts donde et rayons 2. Perception de lintensité 1. Niveau de puissance acoustique Section 3.5 de Benson.

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1 A.G. Bell

2 1. Fronts donde et rayons 2. Perception de lintensité 1. Niveau de puissance acoustique Section 3.5 de Benson

3 Fronts donde rayons

4 a)Front donde : lensemble des points de londe qui ont la même phase. b)Rayons: lignes perpendiculaires aux fronts donde.

5 Si une source émet uniformément dans toutes les directions, lénergie à une distance « r » de la source sera distribuée sur une coquille sphérique de rayon « r » et de surface « 4 r 2 ». Si « P » est la puissance émise par la source, on définit lintensité de la façon suivante: Intensité: Puissance moyenne par unité de surface normale à la direction de propagation.

6 En utilisant: et On peut démontrer que: I moy = s 0 ) 2 v /2 I moy = (p 0 ) 2 / (2 v) Remarque: Lintensité dune onde sonore est proportionnelle au carré de lamplitude !

7 L impression auditive nous permet dapprécier trois qualités physiologiques des sons, chacune rattachée à une grandeur physique mesurable: VOLUME: Distinction entre un son faible et un son fort. Grandeur physique: Intensité (énergie par unité de temps et par unité de surface) HAUTEUR: Distinction entre un son grave et un son aigu Grandeur physique: Fréquence (nombre de cycles par unité de temps) TIMBRE: Distinction entre des sons émis par des sources différentes. Grandeur physique: Spectre des fréquences

8 Lois générales: 1- Lintensité du son est fonction de lamplitude des vibrations de la source sonore. Lorsque lamplitude de la vibration est trop petite pour produire une intensité assez grande, on peut utiliser une caisse de résonance, qui amplifie le son en mettant une plus grande surface dair en mouvement. 2- Lintensité du son est fonction de la distance séparant la source sonore et le récepteur. 3- Lintensité du son dépend de la nature du milieu de propagation. Un milieu peu élastique aura tendance, par exemple, à diminuer lamplitude de la vibration et, par conséquent, à diminuer lintensité.

9 La perception de lintensité est une sensation subjective décodée par le cerveau. La prévisibilité dun son, la fatigue et lâge dun sujet, sont autant de facteurs qui peuvent modifier la perception. Loreille humaine peut capter des sons dont lintensité varie de à 1 W/m 2. Par contre, pour quun son nous paraisse deux fois plus fort quun autre, il faut que lintensité soit 10 fois plus grande. À cause de cette relation entre la mesure subjective de volume et la mesure physique dintensité, on exprime habituellement lintensité sonore non pas en W/m 2, mais plutôt selon le niveau dintensité β, en décibel.

10 β (en dB) = 10 log I/I 0 oùI = intensité du son étudié; I 0 = seuil daudibilité ( W/m 2 ) 0 dB correspond au seuil daudibilité; le seuil de douleur de loreille humaine est environ à 100 dB. Une augmentation de 3 dB correspond à une intensité doublée; une augmentation de 10 dB correspond à une augmentation de lintensité dun facteur 10; une augmentation de 20 dB correspond à une intensité 100 fois plus grande. Un être humain moyen ne peut distinguer une différence de niveau que denviron 1 dB.

11 Seuil daudibilité 0 dB Respiration normale 10 dB Chuchotement 30 dB Conversation normal (à 1 m) 60 dB Concert Rock 120 dB

12 Un petit chien jappe avec une puissance de 1 mW. Si la puissance est distribuée uniformément dans toutes les directions: a) Calculez I et à 5 mètres.

13 b) Si deux chiens identiques jappent, calculez I et à 5 mètres. Remarque: Si lintensité est doublée, le niveau de puissance acoustique augment de 3 dB. Le niveau de puissance acoustique varie avec la fréquence. Pour comparer on utilise f = Hz. Loreille humaine a une sensibilité maximale à Hz.

14 Exercice 2 Un haut-parleur de puissance électrique 150 W et de rendement acoustique 2%, est placé à 20 m des auditeurs. Quel est le niveau d'intensité sonore qu'ils perçoivent ? A quelle distance les auditeurs devraient- ils se trouver pour que le niveau soit de 60 dB ?

15 Faire les exemples 3.5, 3.6 et 3.7 Question 5 Exercice 41 Problème aucun


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