Une onde sonore est caractérisée par son amplitude et sa fréquence. Deux sons peuvent être distingués l'un de l'autre par les trois caractéristiques différentes suivantes :
Deux figures a et b représentent des ondes sonores. Les deux ont la même fréquence et la même forme d'onde, mais l'amplitude de l'onde sonore de la figure a est supérieure à l'amplitude de l'onde sonore de la figure b. L'intensité du son dépend de l'amplitude des vibrations. Une amplitude plus grande signifie un son plus fort, et une amplitude plus petite signifie un son plus doux.
Exemple : Si vous frappez doucement sur un tambour, vous entendez un faible son, mais si vous le frappez fort, vous entendez un son fort.
Relation entre l'intensité et l'amplitude de l'onde : L'intensité du son est directement proportionnelle au carré de l'amplitude de l'onde.
Sonie ∝ Amplitude2
Mesure : Le volume est mesuré sur une échelle de décibels. L'intensité sonore minimale audible à la fréquence 1 kHz est considérée comme le niveau zéro du son en décibel (0 dB). Il est considéré comme le niveau de référence. Lorsque l'intensité sonore augmente de 10 fois, le niveau sonore est appelé 10 décibels et lorsque l'intensité sonore devient 100 fois supérieure, son niveau est de 20 dB. Lorsque le volume devient 1000 fois, son niveau est de 30 dB. La limite de sécurité du niveau sonore pour l'audition est de 0 à 80 dB. Le son de niveau 0 à 30 dB donne un effet apaisant. Mais une audition constante d'un niveau sonore supérieur à 120 dB (ce qui est généralement désagréable et peut être considéré comme un bruit) peut causer des maux de tête et des dommages immédiats à vos oreilles.
C'est la caractéristique d'un son qui différencie un son aigu ou strident d'un son plat. Cela dépend du nombre de vibrations par seconde ou de la fréquence. Chaque note de musique a une hauteur définie. Si la hauteur est élevée, le son est strident et si la hauteur est faible, le son est plat. Deux notes de même amplitude sur le même instrument de musique auront une hauteur différente lorsque leurs vibrations sont de fréquences différentes.
Exemple : Sur une guitare, une grosse corde lourde vibrera lentement et créera un son ou une hauteur grave. Une corde plus fine et plus légère vibrera plus rapidement et créera un son ou un ton aigu. Dans le cas de la flûte, une note plus basse est obtenue en fermant plus de trous de sorte que la longueur de la colonne d'air vibrante augmente, donc la hauteur du son diminue. D'autre part, si plus de trous sont ouverts, la longueur de la colonne d'air vibrante est réduite et produit ainsi une tonalité plus élevée ou rend le son strident.
La qualité est la caractéristique qui distingue deux sons de même hauteur et de même intensité. La forme d'onde du son est différente pour différentes sources de son, même si leur intensité et leur hauteur sont les mêmes. La qualité sonore qui aide à identifier l'objet qui produit le son est appelée timbre. Par exemple, nous pouvons facilement identifier et différencier les sons du violon et du piano, même s'ils sont joués avec une hauteur, une durée et une intensité similaires.
La forme d'onde du son produit par un diapason et un piano ont tous deux la même hauteur et la même amplitude mais ils ont des formes d'onde différentes.
Caractéristique | Intensité | Terrain | Timbre ou Qualité |
Facteur | Amplitude | La fréquence | Forme d'onde |
Expérimentez pour vous d'essayer
Prenez un tube à essai contenant un peu d'eau comme indiqué sur la figure ci-dessous.
Soufflez de l'air dans le tube en plaçant votre lèvre dans l'embouchure du tube à essai. Vous entendrez un son plat. Maintenant, ajoutez de plus en plus d'eau dans le tube à essai afin que la longueur de la colonne d'air au-dessus du niveau de l'eau diminue. À chaque fois, soufflez de l'air et entendez le son.
Vous remarquerez que le son produit devient de plus en plus strident.
Inférence : la hauteur augmente avec la diminution de la longueur de la colonne d'air.