⚛ Physique-chimie · Bac Pro · Physique Seconde Bac Pro ASSP · Chapitre 2

Signaux sonores et protection auditive

Émission, propagation et perception du son, période et fréquence, sons audibles, infrasons et ultrasons, niveau d'intensité sonore en décibels, risques auditifs et protection.

1. Le son

Définition

Un son est produit par la vibration d'un objet ; il se propage de proche en proche dans un milieu matériel (air, eau, solides) mais pas dans le vide. Dans l'air, sa vitesse est d'environ $340$ m/s.

Propriété · Période et fréquence

Un son périodique se répète à intervalles égaux : la période $T$ (en s). La fréquence $f = \dfrac{1}{T}$ (en hertz, Hz) est le nombre de vibrations par seconde. Plus $f$ est grande, plus le son est aigu. L'oreille humaine perçoit les sons de $20$ Hz à $20\,000$ Hz ; en dessous : infrasons ; au-dessus : ultrasons.

tensiontT (période)amplitude
Signal sonore pur visualisé à l'oscilloscope : la période T se lit entre deux maximums successifs ; f = 1/T.

Expérience · Visualiser un son

Matérieldiapason (ou générateur et haut-parleur), microphone, oscilloscope ou interface d'acquisition.
ProtocoleFrapper le diapason devant le micro et observer le signal ; mesurer la durée de $5$ périodes.
ObservationOn observe un signal sinusoïdal ; $5$ périodes durent $11{,}4$ ms.
Interprétation$T = 2{,}27$ ms et $f = \dfrac{1}{0{,}00227} \approx 440$ Hz : c'est le « la » du diapason.

2. Niveau sonore et protection

Définition

Le niveau d'intensité sonore se mesure en décibels (dB) avec un sonomètre. Quand deux sources identiques fonctionnent ensemble, le niveau augmente de $3$ dB (et non pas double).

0 dB30 dB60 dB85 dB120 dBchuchotementconversationseuil de danger(cri d’enfant ? 90 dB)douleurAu-delà de 85 dB, une exposition prolongée abîme l'oreille.
Échelle des niveaux d'intensité sonore (en décibels).

Attention · Prévention

Dans une crèche ou une cantine, le bruit peut dépasser $80$ dB : panneaux absorbants, activités calmes, rangement des jouets bruyants. Protéger son audition : bouchons d'oreille, limiter la durée d'exposition, s'éloigner des sources.

S'entraîner

Exercices corrigés

🎓 20 exercices corrigés et un quiz vous attendent dans ce chapitre.

Créez votre compte gratuit pour voir les corrections, faire les quiz et suivre votre progression.

2

Propagation

★☆☆

Un son se propage-t-il dans le vide ? Pourquoi les astronautes communiquent-ils par radio ?

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
3

Fréquence et période

★☆☆

Un son a une période de $2$ ms. Fréquence ?

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
4

Période à partir de la fréquence

★☆☆

Un son a une fréquence de $1\,000$ Hz. Période ?

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
5

Exploiter l'oscillogramme

★★☆

$4$ périodes d'un son durent $10$ ms. Fréquence ?

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
6

Aigu ou grave

★☆☆

Un son de $150$ Hz et un son de $3\,000$ Hz : lequel est le plus aigu ?

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
7

Domaines de fréquences

★☆☆

Classer : $10$ Hz ; $440$ Hz ; $15\,000$ Hz ; $40\,000$ Hz.

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
8

Ultrasons en santé

★☆☆

Citer une utilisation médicale des ultrasons.

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
9

Distance de l'orage

★★☆

On entend le tonnerre $3$ s après l'éclair. Distance de l'orage ($340$ m/s) ?

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
10

Lire l'échelle

★☆☆

Avec l'échelle du cours : niveau d'une conversation ? seuil de danger ?

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
11

Deux sources

★★☆

Un aspirateur produit $70$ dB. Deux aspirateurs identiques ?

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
12

Bruit à la cantine

★★☆

Le niveau sonore d'une cantine est de $85$ dB. Quels risques pour le personnel ? Quelles solutions ?

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
13

Protection auditive

★☆☆

Des bouchons atténuent le son de $20$ dB. Niveau perçu dans un environnement à $100$ dB ?

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
14

Sonomètre

★☆☆

Quel appareil mesure le niveau sonore ? En quelle unité ?

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
15

Nouveau-né et bruit

★★☆

Pourquoi faut-il limiter le bruit dans une couveuse de néonatalogie ?

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
16

Vitesse du son

★★☆

Le son parcourt $1\,500$ m en $1$ s dans l'eau. Va-t-il plus vite dans l'eau ou dans l'air ?

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
17

Écho

★★☆

Un écho revient $0{,}4$ s après un cri face à une falaise. Distance de la falaise ?

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
18

Audiogramme

★☆☆

Quel examen permet de dépister une perte auditive ?

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
19

Diapason

★☆☆

Un diapason « la » vibre à $440$ Hz. Combien de vibrations en $2$ s ?

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →
20

Vrai ou faux

★★☆

a) Le son se propage dans le vide. b) Un son de fréquence plus grande est plus aigu. c) Deux sources identiques doublent le niveau en dB.

🔒 Correction réservée aux membres Créer un compte gratuit →

Vérifier

Avez-vous bien compris ?

Répondez au quiz : la correction s'affiche immédiatement.