Origine d'un son musical

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  • Publié le : 30 mai 2010
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PARTIE [I]
ORIGINE D’UN SON MUSICAL

I]- Origine d’un signal sonore


1.1/- Qu’est-ce qu’un son ?

Le son est un phénomène physique.

Si, par exemple, on heurte les branches d'un diapason (voir schéma page suivante), l'instrument devient le siège de vibrations (fig.a) qui se communiquent aux molécules de l'air environnant créant des variations de la pressionatmosphérique.

Ces variations de pression se propagent autour de la source émettrice (fig.b) ( ici le diapason activé) sous la forme d'une onde qui agit sur les organes de l'audition (Homme, Insectes, ...) entraînant une sensation sonore chez le récepteur.

La variation de pression due aux vibrations est désignée par l’expression « pression acoustique » .

Le mêmetype de phénomène vibratoire s'observe lorsque l'on pince les cordes d'une guitare ou que l'on frappe sur un tambour, une cloche, ...

Contrairement à la lumière qui peut se propager dans le vide, le son ne se transmet que dans un milieu élastique (compressible : gaz, liquides ou solides).


Représentation graphique de l'onde sonore obtenue par activation d'un diapason

[ici, seul lemouvement de la branche droite est représenté, sous forme exagérée].


Graphiquement, on peut représenter un son par une courbe sinusoïdale (figure c) une sorte de vaguelette ou les crêtes (zones de condensation) et les creux (zones de raréfaction), se répètent à des intervalles de temps réguliers. Le temps qui s'écoule entre 2 crêtes (ou 2 creux) est appelé période.
Le son est donc unphénomène périodique.

Notons que seule la compression se déplace et non les molécules d’airs si ce n’est de quelques micromètres. Lorsque l’on observe des ronds dans l’eau les vagues se déplacent mais l’eau reste au même endroit, elle ne fait que ce déplacer verticalement et non suivre les vagues ( un bouchon placé sur l’eau reste à la même position sans se déplacer).

Le son se propageégalement dans les solides sous forme de vibrations des atomes appelées « phonons ». Là encore seule la vibration se propage et non les atomes qui ne font que vibrer très faiblement. Le son ne se propage pas dans le vide, car il n'y a pas de matière pour supporter les ondes produites (isolation phonique), le son se propageant grâce aux déplacements des molécules d'air.

1.2/- Vitesse depropagation

La vitesse de propagation du son (on parle également de la célérité) dépend de la nature, de la température et de la pression du milieu. Comme l'air est proche d'un gaz parfait, la pression a très peu d'influence sur la vitesse du son. Dans un gaz parfait la célérité est donnée par la relation :

Où est la masse volumique du gaz et sa compressibilité.

On voit donc que la céléritédu son diminue lorsque la densité du gaz augmente (effet d’inertie) et lorsque sa compressibilité (son aptitude à changer de volume sous l’effet de la pression) augmente.
A propos de la propagation du son il faut aussi savoir que :
-le son se propage plus mal à l’horizontale que sous des angles des angles montant à cause du changement de densité (exemple : les théâtres grecs)
-l’atténuationest nettement moins forte sous le vent
-Le son dépend également de la température du milieu traversé
Les ondes sonores se déplacent à environ 344 mètres par seconde dans de l'air à 20 °C, vitesse qu'on peut arrondir à environ un kilomètre toutes les trois secondes, ce qui est utile pour mesurer grossièrement la distance d'un éclair lors d'un orage (la vitesse de la lumière rendant sa perceptionquasi instantanée). Dans des milieux solides (non gazeux) le son peut se propager encore plus rapidement. Ainsi dans l'eau, sa vitesse est de 1482 m/s et dans l'acier de 5050 m/s.



II]- Faire de la musique

Triangle, violoncelle ou flûte indienne, les instruments de musique imaginés par l’homme au fil d son histoire reposent sur le principe physique de la transformation d’une énergie...
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