Plus la hauteur d'un son est grande plus son timbre l'est aussi. La fréquence d'un son correspond à la hauteur, plus la fréquence est élevée, plus le sont est aigu. Par conséquent, la fréquence d'un son grave est plus petite que celle d'un son aigu.
Périodicité d'un son
La qualité sonore qui nous permet de distinguer les sons graves des sons aigus est la hauteur. Elle peut se définir par le nombre d'oscillations par seconde. Plus la fréquence est lente (ou basse) plus le son est grave. A l'inverse, plus elle est rapide (ou haute) plus le son est aigu.
Fréquences et hauteurs
La hauteur d'un son pur correspond à sa fréquence de vibration, que l'on mesure en hertz (nombre de vibrations périodiques par seconde). Plus la vibration est rapide, plus le son est dit aigu ou haut ; plus la vibration est lente, plus le son est dit grave ou bas.
La fréquence est le nombre de périodes par unité de temps ce qui correspond à l'inverse de la période : f=1/T ou f est la fréquence en Hertz (Hz ou s-1) et T la période en seconde (s). Dans l'exemple choisi, la sinusoïde possède une période de 0,1 seconde.
La hauteur et le timbre sont deux autres caractéristiques importantes d'un son musical. Plus la fréquence d'un son est faible, plus le son est grave (ou bas), plus la fréquence est grande, plus le son est aigu (ou haut) : c'est la hauteur du son.
On appelle hauteur d'un son, la fréquence du signal sonore. Plus le son est aigu, plus la fréquence est élevée et inversement plus le son est grave et plus la fréquence est faible. Exemple : le la3 qui a une fréquence de 440 Hz est plus aigu que le do3 qui a une fréquence de 262 Hz.
Un signal électrique est soit analogique soit numérique. Un signal analogique évolue de façon continue en fonction du temps, tandis qu'un signal numérique évolue de manière discontinue, en ne prenant que deux valeurs possibles.
La fréquence f d'un signal sonore périodique est le nombre de motifs élémentaires qui se répète en 1 seconde. Son unité est le hertz (Hz). La fréquence f est l'inverse de la période.
3. Comment évolue la fréquence quand la période est multipliée par deux ? Si la période est doublée, la fréquence est divisée par deux puisqu'elle est inversement proportionnelle.
son timbre, qui dépend de la composition des harmoniques, permet de distinguer deux notes de même hauteur jouées par deux instruments différents. son enveloppe, c'est-à-dire la manière dont évolue son amplitude au cours du temps.
La hauteur d'un son correspond à la fréquence de vibrations de celui-ci. L'oreille humaine peut entendre des fréquences émises entre 16 et 16 000 Hz environ. En musique, si la fréquence est haute, elle est aiguë et si la fréquence est, au contraire, basse, elle est considérée comme grave.
Plus la fréquence d'un son est importante, plus celui-ci est perçu comme aigu. Un son de fréquence 80 Hz est grave alors qu'un son de fréquence 1 320 Hz est aigu. L'oreille humaine est capable de percevoir les sons dont la fréquence est comprise entre 20 Hz et 20 kHz, on parle de sons audibles.
Ainsi, lorsque deux sources sonores de même intensité s'ajoutent, le niveau augmente de 3 décibels. Lorsqu'une source sonore est multipliée par 2, le niveau augmente de 3 dB. Par exemple, l'addition de 2 sons de 60 dB chacun n'équivaut pas à 120 dB mais à 63 dB.
La longueur d'onde est petite pour un son aigu, les vibrations sonores étant très rapprochées, et grande pour un son grave, les vibrations sonores étant plus espacées.
La propagation du son fait diminuer l'intensité lorsque la distance à la source augmente des valeurs à , comme le montre la figure 2. Cette relation est connue sous le nom de loi en carré inverse, et la raison est que la puissance est distribuée sur toute une surface : Le son se propage en ondes sphériques.
La fréquence est une des caractéristiques du son (avec l'intensité et la durée) qui indique le nombre de vibrations par seconde exprimé en Hertz (Hz). Une fréquence faible émet un son grave, tandis qu'une fréquence plus élevée émet un son aigu.
Un signal sonore est une vibration qui se propage de proche en proche à travers la matière (dans l'air, dans l'eau, etc.). Pour qu'un signal sonore soit créé, il faut un système mécanique vibrant et un système résonant.
Quatre types de signaux sont alors obtenus : signal analogique, signal échantillonné, signal quantifié, et signal numérique.
La période d'un signal périodique est la plus petite durée au bout de laquelle le motif élémentaire se reproduit identique à lui-même. Elle correspond donc à la durée séparant deux points de la courbe de même valeur et de même sens de variation.
Déterminer la période à partir de la fréquence
Exemple de calcul de période à partir d'une fréquence: si la fréquence est de 20 hertz alors T = 1 / 20 = 0,050 s. si la fréquence est de 0,0100 hertz alors T = 1: 0,0100 = 100 s. si la fréquence est de 10 kHz alors f = 10 000 Hz et T = 1/10 000 = 0,00010 s.
Lorsque la longueur d'onde diminue, la fréquence de l'onde augmente. Tout comme les autres caractéristiques des ondes, la vitesse a une influence sur sa propagation.
Le signal sonore est une vibration d'un milieu matériel qui se déplace de proche en proche : on dit que le signal sonore se « propage ». Il ne peut donc pas se propager dans le vide. La valeur de sa vitesse est de 340 m/s dans l'air, dans les conditions atmosphériques habituelles.
L'unité de fréquence du son est le hertz (Hz). Celui-ci représente le nombre de vibrations (oscillations) du son par seconde. Une oreille humaine en bonne santé perçoit les sons entre 20 Hz (basses fréquences) et 20.000 Hz (hautes fréquences). L'unité d'intensité du son, elle, est le décibel.