B-Caractéristiques

On peut caractériser un son par 3 paramètres essentiels liés entre eux :

• Sa vitesse : la célérité d’un son est indiquée par sa longueur d’onde et sa fréquence, d’où la relation suivante :

 V = λf et,     puisque       f = 1/T, donc V = λ/T

Avec : V la vitesse de l’onde en m.s^-1

            λ la longueur d’onde en m

            f la fréquence en s^-1 ou en Hz 

           T la période en s

La vitesse de propagation de cette onde peut varier selon certains facteurs, notamment la température. 

Exemple : Dans l’air, cette relation est donnée par l’équation : V = 20√T°

                                     Avec :   V la vitesse en m.s^-1

                                                  T° la température en Kelvin

La célérité dépend surtout de la densité du milieu. Plus le milieu est dense, plus la célérité augmente. En effet, dans un milieu où l'intervalle de rencontre des molécules entre elles est court, l’onde mécanique va se propager plus rapidement. Par conséquent, le son va donc être véhiculé à une vitesse plus importante que dans un milieu moins dense.

Les solides étant plus denses que les liquides, qui eux-mêmes sont plus denses que le gaz, donc :

• Vson(solide) > Vson(liquide) > Vson(gaz)
• Vson(verre) > Vson(eau) > Vson(air)
• 5300 m/s > 1340 m/s > 340 m/s

• Sa longueur d’onde : exprimée en mètre, elle correspond à la longueur d’une oscillation complète (plus courte distance entre deux points de matière dans une position identique). Elle se définit plus couramment par la longueur entre deux crêtes.Pour calculer cette longueur, on utilise la formule : 

        Avec :           λ en mètre (m)
                              c en mètre par seconde (m.s^-1)
                              T en seconde (s)

• Sa fréquence : La fréquence représente le nombre de vibrations engendrées par le corps sonore en 1 seconde. Elle est désignée par la lettre f et son unité est l’Hertz (Hz).

En musique, la fréquence est plutôt désignée par le nom de hauteur. Ainsi, plus la fréquence d’un son est élevée, plus celui-ci est aigu.

On parle de sons graves pour une fréquence inférieure à 20 Hz, de sons médiums pour des fréquences comprises entre 500 et 3000 Hz, et de sons aigus pour des fréquences supérieures à 3000 Hz.

Notre oreille est sensible à une gamme spécifique de fréquences (sons graves et aigus) et d'intensités (sons faibles et forts) définissant le champ auditif humain. Toutes les vibrations acoustiques qui sortent de ces limites ne sont plus considérées comme "sons" pour notre oreille.

• Son intensité : elle permet de donner une indication sur la « force » d’un son : plus l’intensité est élevée, plus le son est perçu par l’oreille humaine.Elle se note avec la lettre I et s’exprime en Watt par mètre carré (W.m^-2).

L’intensité sonore dépend de plusieurs paramètres :

•   L’intensité sonore à l’émetteur
•   La distance entre le récepteur et la source sonore
•   La présence d’obstacles :
•   Absorbants l’intensité sonores (double vitrage, mur antibruit)
•    Réfléchissants les ondes (écho).

Le niveau d’intensité sonore s’écrit L et est exprimé en décibels (noté dB). Il se traduit par la relation suivante :

        Avec :

                     L en décibels (dB)

                     I en W.m^-2

                     I₀ = 10^-12 W.m^-2

• Remarque :

1. Les intensités s’additionnent.
2. Les niveaux d’intensité sonore ne s’additionnent pas.