Physique-Chimie · 3e · Les signaux
Les signaux sonores
Lire un son sur un écran.
En bref
Un signal sonore peut être enregistré, visualisé et analysé : c’est ce que font un microphone relié à un oscilloscope ou à un ordinateur.
De l’air à l’écran
Le microphone convertit la vibration de l’air en signal électrique. L’oscilloscope trace ce signal en fonction du temps : on obtient une courbe qui « dessine » le son.
Le haut-parleur fait le chemin inverse : il convertit un signal électrique en vibration de l’air.
Ce que la courbe montre
- Un son pur donne une courbe sinusoïdale régulière (un diapason).
- Un son composé (une voix, un instrument) donne une courbe périodique mais plus complexe.
- Un bruit donne une courbe sans période identifiable.
La période et la fréquence
- La période T est la durée d’un motif qui se répète, en secondes.
- La fréquence f est le nombre de motifs par seconde, en hertz (Hz).
f = 1 ÷ T et T = 1 ÷ f
Un son de période 4 ms (0,004 s) a une fréquence de 1 ÷ 0,004 = 250 Hz.
Plus la période est courte, plus la fréquence est grande, et plus le son est aigu.
Méthode : lire une période sur un oscillogramme
- Repérer deux points identiques du motif, par exemple deux sommets consécutifs.
- Pour plus de précision, mesurer la durée de plusieurs motifs (par exemple 5), puis diviser par leur nombre.
- Convertir la durée en secondes (1 ms = 0,001 s).
- Calculer f = 1 ÷ T.
Exemple résolu
Sur l’écran, 5 motifs complets occupent 10 ms.
- T = 10 ÷ 5 = 2 ms = 0,002 s.
- f = 1 ÷ 0,002 = 500 Hz.
- 500 Hz est compris entre 20 Hz et 20 000 Hz : le son est audible. Il est plus aigu que le son de 250 Hz vu plus haut.
- Le la du diapason (440 Hz) a une période de 1 ÷ 440 ≈ 0,0023 s, soit environ 2,3 ms.
L’amplitude
C’est la hauteur du motif sur l’écran. Plus l’amplitude est grande, plus le son est fort. Elle ne change pas la hauteur du son : on peut jouer la même note plus ou moins fort.
Deux caractéristiques indépendantes
| Grandeur | Ce qu’elle donne | Unité |
|---|---|---|
| Fréquence | la hauteur (grave/aigu) | Hz |
| Amplitude | l’intensité (fort/faible) | — (niveau en dB) |
Ultrasons et infrasons
- Infrasons : moins de 20 Hz — éléphants, séismes.
- Ultrasons : plus de 20 000 Hz — chauves-souris, sonars, échographies. On les utilise pour mesurer des distances : l’écho revient d’autant plus tôt que l’obstacle est proche.
Les erreurs fréquentes
- Confondre l’amplitude (volume) et la fréquence (hauteur) : augmenter l’amplitude rend le son plus fort, pas plus aigu.
- Mesurer la période sur un demi-motif.
- Oublier de convertir les millisecondes en secondes avant de calculer f.
Au brevet, on te donne un oscillogramme : lis la période, calcule la fréquence, dis si le son est audible et compare-le à un autre.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Que fait un microphone ?
2.Quelle courbe correspond à un son pur ?
3.Quelle est la relation entre fréquence et période ?
4.Quelle est la fréquence d’un son de période 4 ms ?
5.Que traduit l’amplitude d’un signal sonore ?
6.Comment appelle-t-on les sons de fréquence supérieure à 20 000 Hz ?
0 / 6 questions
Dans l’app, ce chapitre a son quiz complet, chronométré, et tes erreurs reviennent au bon moment pour ne plus les refaire.
La fiche de révision, sur une page
Tout « Les signaux sonores » sur une seule page A4 illustrée : l’essentiel, les pièges et un mini-test. Elle se débloque dans l’app avec des gemmes — et ton compte gratuit en offre assez pour tes trois premières fiches.
