Programme
officiel
Savoir que la hauteur d'un son est mesurée par la fréquence de son fondamental.
Savoir que le timbre d'un son émis par un instrument dépend de l'instrument
(harmoniques, transitoires d'attaque et extinction).
Savoir que le niveau sonore s'exprime en dBA (décibel acoustique).
L'expression du niveau sonore étant donnée, savoir l'exploiter.
Savoir lire et exploiter un spectre de fréquences.
Un son audible par l'oreille humaine est
compris entre 20Hz et 20000Hz. Au-delà il s'agit des ultrasons (audible pour certains
animaux). En deçà il s'agit des infrasons. Plus l'amplitude de la vibration mécanique
est grande, plus l'intensité sonore est importante.
La source de l'onde sonore se propage dans
les 3 dimensions. L'oreille ne perçoit qu'une partie de l'énergie mécanique
correspondant. De plus l'onde mécanique est en partie absorbée par le milieu.
L'intensité
sonore est égale à la puissance acoustique par unité de surface (W.m-2).
I = P/S
P:
puissance acoustique(W)
S:
surface (m2)
L'intensité la plus faible détectable par l'oreille humaine
est Io = 10-12W.m-2
L'intensité à partir de laquelle la sensation auditive
devient douloureuse est : I =
25W.m-2.
Le
niveau sonore L d'un son d'intensité sonore I est donné par la formule :
L = 10.log (I/Io)
Avec Io=10-12W.m-2
Unité:
le décibel (dB)
Exemple :
Le seuil d'audibilité correspond à I = Io
le niveau sonore correspondant est :
Le seuil de douleur correspond à une
intensité sonore I = 25 W.m-2
Le niveau sonore correspondant est :
Le niveau sonore est mesuré par un sonomètre.
Un son musical est caractérisé par :
*Son
intensité sonore I qui augmente avec l'amplitude de vibration des couches
d'air.
*sa
hauteur, c'est à dire sa fréquence.
*son
timbre : un son musical correspond à une vibration de fréquence f
déterminée.
Cependant la forme de cette vibration n'est
pas sinusoïdale, elle est la somme de plusieurs vibration sinusoïdale de
fréquence et d'amplitude : A1,f1 (harmonique de rang 1)
A2,
f2 = 2f1 (harmonique de rang 2)
, A3 f3 = 3f1 (harmonique de rang 3)
Le timbre provient de la somme des
harmoniques qui composent le son.
Exemple : voir figure à gauche
Remarque: En musique deux notes La3 et
La4 sont séparée par une octave. La hauteur du La4 est
alors le double de la hauteur du La3.
On appelle son pur, un son de hauteur f, ne possédant pas d'harmonique.
Exemple: le 'La3' émis par un
diapason est composé uniquement d'une vibration sinusoïdale de fréquence(ou
hauteur) f = 440Hz.
Animation Flash spectre de fréquence Académie Caen
Un son musical de fréquence f1 est composé
d'une somme de vibration sinusoïdale de fréquence f1 2f1 3f1 etc ayant chacun
une amplitude déterminée A1 A2 A3 etc. La décomposition
d'un son musical en ces différentes
harmoniques est appelée sa
décomposition de Fourier.
Joseph Fourier a montré que toute fonction
périodique de période T est décomposable en une somme de fonctions
sinusoïdales.
Ce sont les harmoniques qui font que 2 sons
de même hauteur n'ont pas le même timbre.
Pour voir des exemples de sommes
d’harmoniques clique
ici.
Un
bruit ne possède pas de
périodicité, c'est ce qui le différencie d'un son musical (c'est pourquoi il
est si pénible à l'oreille surtout quand il est émis au fond de la classe !)
Pour passer d'une note à l'autre on peut
employer 3 types de gamme. Entre chaque ton il existe un coefficient
multiplicateur précis.
Exemple :
pour la gamme de Pythagore le coefficient entre 2 tons 9/8.
Nombre de ton |
|
1 |
1 |
1/2 |
1 |
1 |
1/2 |
1 |
Notes |
do |
ré |
Mi |
Fa
|
Sol |
La |
Si |
Do |
fréquence |
f |
|
|
|
|
|
|
|
On utilise également la gamme tempérée et diatonique.