Intensité, timbre et la taille sont des caractéristiques, ou propriétés de des sons. L'intensité sonore fait référence à la puissance de la source émettrice, ainsi qu'à la quantité de énergie quel son est capable de porter; le timbre fait référence à la forme des oscillations sonores et la hauteur, à son tour, est déterminée par la fréquence du son.
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Intensité
LES intensitésonore mesure la quantité d'énergie qu'une onde sonore est capable de transférer chaque seconde sur une surface de 1 m². L'intensité est liée à la amplitude de la vague et est défini par la puissance délivré par la source divisé par le surface du front d'onde sonore, comme indiqué ci-dessous :
I - Intensité sonore (W/m²)
P - Puissance (W)
A - Surface front d'onde (m²)
La figure suivante illustre le front d'onde sonore, qui est formé Circulaire, puisque les sons sont tridimensionnels et se propagent à la même vitesse dans toutes les directions :
A travers la figure, il est possible de voir que, lorsque l'on se déplace d'une distance r, l'aire du front d'onde augmente avec le carré de la distance. Comme il s'agit d'une onde sphérique, cette aire peut être calculée par l'expression 4πr².
malgré la unité d'intensité sonoreêtre le watt par mètre carré, l'intensité sonore est généralement mesurée dans un échelle logarithmique connu comme balance de cloche, créé par l'inventeur du téléphone, Alexander Graham Bell.
L'échelle de Bell utilise les propriétés du logarithme de base 10 pour comparer des sons d'intensités différentes, par conséquent, la valeur la plus basse sur cette échelle est également la valeur d'intensité sonore audible la plus basse (appelée je0), à propos de 10-12 W/m², aussi connu sous le nom seuil d'audibilité. Selon cette échelle, les sons d'intensités différentes sont liés à I0 de la manière suivante :
N – nombre de bel
En appliquant les propriétés logarithmiques dans l'équation présentée, l'expression suivante est obtenue :
Le calcul ci-dessus permet de calculer le nombre de décibels d'une onde sonore d'intensité I. Le décibel est un sous-multiple dix fois plus petit que le bel. A partir de là, il est possible de comprendre qu'un son de 20 décibels est 10 fois plus fort qu'un son de 10 décibels, par exemple.
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Quand un son a grande intensité, on dit que ce son est fort, au contraire, c'est un son faible.
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En-tête de lettre
O timbre c'est la caractéristique des sons qui permet de différencier une note de musique émise par un piano d'un violon par exemple. Le timbre est le forme d'onde sonore, chaque instrument de musique a son propre mode de vibration, ce qui se traduit par la production d'un son caractéristique.
Le timbre garantit également que la voix humaine est différente pour chaque individu, nous permettant d'activer des appareils via des commandes vocales, par exemple.
Hauteur
La hauteur d'un son est liée à sa la fréquence, qui mesure le nombre de oscillations que l'onde sonore produit chaque seconde. La mesure de fréquence est donnée en hertz (Hz).
n - nombre d'oscillations
Δt – intervalle(s) de temps
La fréquence du son peut être obtenue par le vitesse de propagation et la longueur d'onde du son. Regarder:
v – vitesse de propagation (m/s)
– longueur d'onde (m)
f - fréquence (Hz)
Les êtres humains ne sont capables d'entendre aucune fréquence sonore, en fait, notre perception est assez limitée: nous ne pouvons entendre que les fréquences qui sont en gamme de 20 Hz à 20 000 Hz, cet intervalle est appelé spectre audible.
Tout son qui a une fréquence inférieure à 20 Hz est inaudible par les humains et est appelé infrasons, d'autre part, les sons qui ont une fréquence supérieure à 20 000 Hz, également inaudibles pour nous, sont appelés ultrason. Envie d'en savoir plus sur le sujet? Accédez à notre texte sur infrasons et ultrasons.
Par Rafael Hellerbrock
Professeur de physique
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
HELERBROCK, Rafael. « Intensité, timbre et hauteur »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/intensidade-timbre-altura.htm. Consulté le 27 juin 2021.
