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.
Sur un spectre de fréquence, la hauteur d'un son est donc déterminée par la fréquence, f1, du premier pic. Les trois spectres de fréquence ci-dessous correspondent à la note d'un « la » obtenus par trois instruments différents : (a) un diapason, (2) une clarinette, (3) une guitare.
On caractérise un son musical avec sa hauteur et son timbre. La hauteur d'un son musical correspond à la fréquence du son émis : elle est relative à son caractère grave ou aigu. Le timbre d'un son change selon l'instrument utilisé pour jouer une même note.
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.
Le timbre : l'identité sonore
Le timbre est constitué de toutes les fréquences du son sauf sa fréquence fondamentale. Il permet d'identifier un son d'une façon unique. Deux sons peuvent avoir la même fréquence fondamentale et la même intensité mais deux timbres différents.
De manière générale, l'oreille humaine perçoit les sons entre 20 Hz pour les sons graves et 20000 Hz pour les sons aigus. Ainsi, les infrasons (en-dessous de 20 Hz) et les ultrasons (au-delà de 20000 Hz), ne sont pas perçus par l'humain.
La hauteur (son plus ou moins grave ou aigu). Le timbre (son plus ou moins riche ou pauvre...). L'intensité (son plus ou moins fort).
En musique occidentale, on désigne la hauteur par le nom d'une note sur une échelle ou gamme. La gamme est une suite de 8 notes qui se succèdent de manière ascendante : du grave à l'aigu (do, ré, mi, fa, sol, la, si, do) ; ou de manière descendante : de l'aigu vers le grave (do, si, la, sol, fa, mi, ré, do).
Exprimée en Hertz (Hz), la fréquence correspond au nombre d'oscillations d'un phénomène périodique par unité de temps. Il s'agit généralement d'une fréquence temporelle f, reliée à la période T (exprimée en s) du phénomène observé par la formule suivante : f = 1/T.
Le décibel (dB) : C'est l'unité de mesure de la pression acoustique.
Document 2 : Son pur et son composé
Son spectre en fréquence ne présente qu'un seul pic, celui du fondamental. ➢ Cependant, la plupart des sons, tels que ceux produits par les instruments de musique jouant qu'une seule note sont bien périodiques mais pas sinusoïdaux. On parle alors de sons composés.
La fréquence de la voix de la femme varie donc généralement entre 200 et 300 Hertz. La voix d'un enfant peut quant à elle varier de 300 à 450 Hertz. Les voix de femmes sont généralement classées dans trois registres qui sont le Soprano pour la plus aiguë, le Mezzo-soprano et l'Alto pour la plus grave.
La relation entre la période et la fréquence
La fréquence est donc simplement l'inverse de la période.
La pulsation d'un phénomène périodique est la valeur de la vitesse de rotation qu'aurait un système en rotation de même fréquence : pour une fréquence f, la pulsation est donc ω = 2π. f (rad/s).
Quelle est la plus basse note de musique ? Fa, parce qu'elle est sous le sol.
Les oscillogrammes (courbes bleues ciel) de deux sons musicaux de même hauteur nous permettent de vérifier que ces deux sons ont même période, donc même fréquence fondamentale. Par contre, les allures de ces deux sons en fonction du temps son très différentes.
On peut trouver également des sons médium dont la fréquence se situe autour de 440 Hz. De 20 Hz à 200 Hz: ce sont les fréquences graves. De 201 Hz à 2000 Hz: ce sont les fréquences moyennes ou médium. De 2001 Hz à 20 000 Hz : ce sont les fréquences aiguës.
Le son ne se propage pas dans le vide : il faut de la matière pour que sa vibration puisse se propager en ondes sonores. L'air, dans lequel vivent les humains, est un milieu propice, et les variations de la pression de l'air constituent le son.
Le bruit le plus fort jamais enregistré sur Terre est l'explosion du volcan Krakatoa en 1883, dans les îles indonésiennes de Java. Le volume sonore a été mesuré à 172 décibels à 160 kilomètres.
Un son pur, comme le La3 d'un diapason, est modélisé par une fonction appelée sinusoïde. Il est caractérisé par son intensité et sa fréquence. L'intensité, qui traduit la puissance par unité de surface transportée par l'onde sonore, est reliée à l'amplitude de la sinusoïde.
Par exemple, lorsqu'une personne parle, le mouvement de sa bouche crée des ondes qui déplacent l'air. Ces ondes sonores se propagent dans ton conduit auditif et frappent la membrane du tympan. Cela fait vibrer les osselets. Ces trois petits os s'appellent le malléus, l'incus et le stapès.
Dans le chant classique, les typologies vocales peuvent être différenciées en basse, baryton, ténor et contreténor pour les hommes, contralto ou alto, mezzo-soprano et soprano pour les femmes. Il existe aussi des subdivisions dans chaque registre.