Introduction

Le son est une onde mécanique transmise dans un milieu, que nous percevons grâce à notre audition. La perception du son dépend de plusieurs paramètres que nous allons étudier : la hauteur, le timbre, l'intensité sonore, et l'échelle logarithmique utilisée pour mesurer l'intensité.

1. La hauteur du son

La hauteur est liée à la fréquence \( u\) de l'onde sonore, exprimée en Hertz (Hz).

• Plus la fréquence \( u\) est élevée, plus le son est aigu.
• Les sons graves ont une fréquence faible, tandis que les sons aigus ont une fréquence élevée.

La perception humaine couvre généralement une gamme de fréquences allant de 20 Hz à 20 000 Hz.

2. Le timbre

Le timbre permet de distinguer deux sons émis par deux sources différentes, même si ces sons ont la même hauteur et la même intensité.

Cela dépend de la nature de l'onde :
- Sonorités pures : un seul spectre de fréquence.
- Sonorités complexes : plusieurs fréquences correspondantes aux harmoniques.

3. L'intensité sonore

L'intensité sonore \(I\) désigne la puissance de l'onde par unité de surface, exprimée en watt par mètre carré (\( ext{W/m}^2\)).

Elle est liée à la pression acoustique \(p\) par la relation :

Une augmentation de l'intensité sonore est perçue comme une augmentation du volume.

4. L'échelle logarithmique : le décibel (dB)

Les intensités sonores sont souvent mesurées en décibels (dB), une échelle logarithmique :

où \(I_0 = 10^{-12} \ ext{W/m}^2\) est le seuil d'audition

Par exemple :

• Son faible : \(I = 10^{-10}\ ext{W/m}^2 \Rightarrow L_{dB} pprox 20\,dB\)
• Son fort : \(I = 10^{-4}\ ext{W/m}^2 \Rightarrow L_{dB} pprox 80\,dB\)

Cette échelle permet de mieux percevoir les différences d'intensité sonore.