Ondes et signaux
Caractéristiques du son : hauteur, timbre, intensité
Un son musical se distingue par trois caractéristiques : hauteur, timbre et intensité. La hauteur dépend de la fréquence fondamentale, le timbre des harmoniques, et l'intensité de l'amplitude. Ces notions permettent d'analyser et de différencier les sons.
Objectifs du chapitre
- 1Définir la hauteur d'un son à partir de sa fréquence fondamentale
- 2Expliquer le timbre par la présence d'harmoniques dans le spectre
- 3Distinguer hauteur, timbre et intensité d'un son
- 4Interpréter un spectre sonore pour identifier hauteur et timbre
Notions clés
Hauteur d'un son : Caractéristique liée à la fréquence fondamentale du son : plus la fréquence est élevée, plus le son est aigu.
Timbre : Ensemble des harmoniques (fréquences multiples de la fondamentale) qui donne sa couleur sonore à un instrument.
Spectre sonore : Représentation graphique de l'amplitude des différentes fréquences composant un son.
Intensité sonore : Caractéristique liée à l'amplitude de l'onde : plus l'amplitude est grande, plus le son est fort.
Formules essentielles
Relation fréquence fondamentale et harmoniques
f_n = n × f_1
f_1 est la fréquence fondamentale, f_n la fréquence du n-ième harmonique (n entier ≥ 1).
Niveau d'intensité sonore
L = 10 × log(I / I_0)
L en décibels (dB), I en W/m², I_0 = 1,0×10⁻¹² W/m² (seuil d'audibilité).
Exemples d'application
- •Un la3 (440 Hz) a une hauteur fixe, quel que soit l'instrument qui le produit.
- •Une note jouée au violon et à la flûte ont même hauteur mais des timbres différents (harmoniques distincts).
- •Un son de 60 dB est plus intense qu'un son de 40 dB : son amplitude est 100 fois plus grande.
Exercices types Bac
- 1.À partir d'un spectre donné, identifier la fréquence fondamentale et les harmoniques.
- 2.Comparer deux spectres pour justifier une différence de timbre ou de hauteur.
- 3.Calculer le niveau d'intensité sonore à partir de l'intensité acoustique mesurée.
