Upload
bobby
View
47
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
L’onde sonore. Les ondes sonores sont des ondes mécaniques longitudinales caractérisées par des fluctuations de densité et de pression. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
L’onde sonore
Les ondes sonores sont des ondes mécaniques longitudinales caractérisées par des fluctuations de densité et de pression.
1. Définition d'un son: Un son est un phénomène périodique produit par la vibration très rapide d'un corps matériel, transmis par un milieu matériel et perçu par la vibration de certains organes de l'oreille ou par celle d'autres détecteurs (micro).
Points essentiels
1. Nature de l’onde sonore
1. Domaine de l’onde sonore
1. Vitesse de l’onde sonore
Section 3.1 de Benson
Mouvement périodique créant des ondes de pression
Paramètres de propagation de l’onde sonore
haute pression faible pression
Longueur d’onde (mm)
T Période (sec)
Fréquence = f = 1/T
Vitesse = /T = x f
Fréquence = f = 1/T
Vitesse = /T = x f
Représentation graphique
déphasage de /2
Δs = Δs0sin kx -ωt- π
2( )
Δp = Δp0sin kx-ωt-π( )
Domaine de l’onde sonore
L’oreille humaine perçoit les ondes sonores pour les fréquences f comprises entre 20 Hz (son grave) et 20000 Hz (son aigu). Cependant , le domaine du son est beaucoup plus étendu: les vibrations sismiques, certaines machines, des hauts-parleurs de basses fréquences, émettent des fréquences en dessous de 20 Hz: ce sont les infrasons. À l’autre extrémité, on retrouve les ultrasons.
Infrasons f < 20 Hz
Sons audibles 20 Hz < f < 20 kHz
Ultrasons 20 kHz < f < 20 MHz
Vitesse de l’onde sonore
De façon générale
Dans un fluide
Où K est le module de compressibilité (module de Bulk)
Dans un solide
Où Y est le module de Young
v =Facteurderétablissement
Facteurd'inertie
v =Kρ
v =Yρ
Vitesse de l’onde sonore (suite)
Dans un gaz
Où est un paramètre caractéristique du gaz (entre 1 et 1,67)
Où T est la température en Kelvin
Où R est la constante des gaz parfaits (R = 8,314 J/mol. K)
et M est la masse molaire du gaz
Ex: pour l’air, = 1,4 et M = 29 x 10-3 kg/mol
v =RT
M
Exemple 1
Calculez la vitesse du son dans l’air :
a) à 0 °C
b) à 20 ° C
Remarque: Pour les exercices prendre 340 m/s, sauf indications contraires
v =1,4×8,31×273Kelvin
29,0×10-3Kg/mol=331m/s
v =1,4×8,31×293Kelvin
29,0×10-3Kg/mol=343m/s
Exemple 2
Calculez la vitesse du son dans l’hélium à 20 ° C
Prendre = 1,67; M = 4 x 10-3 kg/mol
v =1,67×8,31×293Kelvin
4×10-3Kg/mol=1,01km/s
Tableau - Vitesse de propagation
Substance Température °C Vitesse m/sGaz
Gaz carbonique 0 259
Oxygène 0 316
Air 0 331
Air 20 343
Hélium 0 965
Liquide
Chloroforme 20 1004
Éthanol 20 1162
Mercure 20 1450
eau 20 1482
Solide
Plomb - 1960
Cuivre - 5010
Verre - 5640
acier - 5980
Travail personnel
Faire l’exemple 3,1
Question 4
Exercices 4, 5 et 7
Problème 5