Au programme de ce chapitre
- I. Le son, une onde mécanique
- II. Cordes vibrantes et harmoniques
- III. La gamme de Pythagore
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition Un son est une onde mécanique : il correspond à une vibration qui se propage de proche en proche dans un milieu matériel (l'air, l'eau, un solide) par succession de compressions et de dépressions, sans transport de matière. Contrairement à la lumière, le son ne peut donc pas se propager dans le vide. Dans l'air, à 20 °C, sa célérité vaut environ v = 340 m·s⁻¹.
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Un exemple corrigé
Exemple traité Une corde de guitare de longueur L = 0,65 m est accordée de sorte que sa fréquence fondamentale vaille f₁ = 110 Hz (note la₂). On en déduit v = 2 × L × f₁ = 2 × 0,65 × 110 = 143 m·s⁻¹.
Les harmoniques suivants valent : f₂ = 220 Hz, f₃ = 330 Hz, f₄ = 440 Hz, f₅ = 550 Hz. On remarque que le quatrième harmonique, 440 Hz, correspond précisément à la note la₃, référence internationale d'accordage des orchestres.
Les harmoniques suivants valent : f₂ = 220 Hz, f₃ = 330 Hz, f₄ = 440 Hz, f₅ = 550 Hz. On remarque que le quatrième harmonique, 440 Hz, correspond précisément à la note la₃, référence internationale d'accordage des orchestres.
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège. Ne confonds pas hauteur (fréquence, grave/aigu) et intensité (amplitude, fort/faible).
Attention Ne confondez pas allonger une corde et la rendre plus grave avec « ralentir » l'onde qui s'y propage : à tension et masse linéique fixées, la relation f₁ = v / (2L) montre que la fréquence fondamentale est inversement proportionnelle à la longueur — c'est pourquoi presser une corde de guitare sur une frette (ce qui raccourcit L) fait toujours monter la hauteur du son, jamais l'inverse.
L'astuce du prof
Astuce. Fréquence → hauteur (aigu/grave) ; amplitude → intensité (fort/faible). Deux grandeurs distinctes.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1
De quoi dépend la hauteur d'un son ?
Voir la correction
De sa fréquence : plus elle est élevée, plus le son est aigu.
Exercice 2
Qu'est-ce qui distingue un son fort d'un son faible ?
Voir la correction
Son amplitude (intensité) : plus elle est grande, plus le son est fort.