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Renseignements de base sur le son

Voici quelques-unes des questions sur son qui reviennent le plus couramment. Vous pouvez aussi explorer d'autres sujets touchant à notre programme scolaire « Connexions sonores ».

Qu'est-ce que le son?

Le son est une vibration ou une onde de molécules d'air résultant du mouvement d'un objet.L'onde est une onde de compression dans laquelle la densité des molécules est plus élevée.Cette onde se propage dans l'air à une vitesse qui dépend de la température. Une onde sonore contient de l'énergie qui peut à son tour provoquer un mouvement. Toutefois, si une onde entre en contact avec un objet solide, elle est réfléchie, ce qui produit un écho. L'énergie sonore peut être transformée en d'autres types d'énergie, par exemple, en énergie électrique, et inversement; cette propriété est à la base des communications téléphoniques.

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Qu'est-ce qu'une vibration sonore?

Un son se produit quand un objet bouge ou vibre. Sans mouvement, il n'y aurait aucun son. Quand un objet bouge ou vibre, les particules d'air qui l'entourent vibrent également. Les objets vibrants produisent un son (à condition de ne pas se trouver dans le vide).

La vitesse du son varie en fonction du milieu où il se propage.Dans l'air sec, le son se déplace à 1 200 km/h (331,6 m/s) à 0ºC.

Chaque molécule décrit un va-et-vient sur une faible distance, qui suffit toutefois à provoquer des chocs entre les particules d'air. Il en résulte des régions de rapprochement des molécules (compression) et des régions de raréfaction des molécules (expansion). Ces compressions et expansions s'éloignent de la source du son en décrivant un mouvement circulatoire. La propagation dans l'air d'une série de ces modifications/ondes de pression constitue une onde sonore.

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Quelle est la fréquence des ondes sonores?

Lorsqu'on dessine une onde sonore, les crêtes et les creux de l'onde peuvent être rapprochés ou éloignés l'un de l'autre. Les ondes sonores qui se déplacent dans l'air vibrent à différentes vitesses ou «fréquences». La fréquence se mesure en cycles par seconde ou en Hertz, du nom du physicien allemand qui a mené des expériences sur le son au 19e siècle. Plus la vitesse de vibration, c'est-à-dire la fréquence, d'un objet est élevée, plus la hauteur tonale du son élevée.Par exemple, le diapason qui sert à accorder le La au-dessus du Do central vibre 440 fois par seconde et a donc une fréquence de 440 Hertz.

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Quelle est la longueur des ondes sonores?

Quand on crée une onde, la distance entre une compression et la suivante s'appelle la longueur d'onde. La longueur d'onde est d'autant plus courte, et la fréquence d'autant plus élevée, que les ondes passent rapidement par un point donné. Quelle que soit leur fréquence, les sons se déplacent tous à la même vitesse dans le même milieu. (Le son se déplace dans l'air sec à 0ºC à une vitesse de 1 200 kilomètres par heure, ou de 331,6 m/s; dans un corps solide, les ondes sonores se déplacent plus rapidement.)

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Quelle est l'amplitude des ondes sonores?

Les vibrations peuvent également « comprimer » les molécules d'air très fortement ou très faiblement. Cette compression s'appelle « amplitude » et elle est représentée dans la partie supérieure du schéma ci-dessous. La partie inférieure du schéma illustre la pression de l'air se produisant au cours d'une onde sonore. La ligne horizontale représente la pression d'air normale.

Plus on comprime un objet pour le faire vibrer, plus les vibrations sont grandes et plus le son est fort ou encore, plus l'amplitude est grande. Des ondes sonores ayant la même fréquence peuvent avoir une amplitude différente.

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L'énergie sonore peut-elle être transformée en d'autres types d'énergie?

Puisque le son est une forme d'énergie, il est possible de le transformer en une autre forme d'énergie. De même, d'autres formes d'énergie peuvent être transformées en son. L'énergie sonore peut être transformée en énergie électrique. Les ondes sonores qui sont transformées en électricité peuvent être observées à l'aide d'un oscilloscope.

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Qu'est-ce qu'un oscilloscope?

Un oscilloscope est un appareil qui représente la tension d'un signal électrique sous forme d'image. Si on établit une connexion entre la sortie d'un microphone et un oscilloscope, on peut observer les caractéristiques d'une onde sonore sur un écran.

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À quoi peut servir la conversion de l'énergie sonore?

La technologie nous permet de communiquer avec d'autres personnes qui sont éloignées de nous. Un appareil téléphonique transforme l'énergie sonore en énergie électrique et de nouveau en énergie sonore. Il a été inventé en 1876 par Alexander Graham Bell, qui enseignait aux sourds.

Bell's Telephone (en anglais seulement)

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Comment un appareil téléphonique fonctionne-t-il?

Dans sa forme la plus simple, le téléphone comprend un émetteur (pavillon microphone), un récepteur (pavillon écouteur) et un cadran ou un mécanisme à bouton-poussoir. Parmi les pièces d'un appareil téléphonique, mentionnons la fiche, le boîtier électronique, le cadran, le combiné et la sonnerie.

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Quel est le boîtier électronique d'un appareil téléphonique?

Un téléphone doit accomplir beaucoup de choses. Il doit traiter tous les signaux, avertir le central de faire retentir la sonnette à l'autre extrémité, envoyer et recevoir les signaux électriques, et être capable de «décoder» les signaux électriques qu'il reçoit. Toutes ces opérations s'effectuent à l'intérieur de la boîte étiquetée «électronique». Cette dernière contient divers circuits électriques, qui comprennent des condensateurs, des résistances et des inducteurs.

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Pourquoi un appareil téléphonique comporte-t-il une sonnette?

Beaucoup de téléphones modernes sont munis d'une sonnerie au lieu d'une sonnette, mais son rôle est le même. Quand un signal arrive au téléphone par l'entremise des fils, la sonnette retentit pour vous avertir que quelqu'un a composé votre numéro.

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Comment un cadran d'appareil téléphonique fonctionne-t-il?

Les cadrans sont maintenant remplacés par des claviers numériques, mais il existe encore des centrals téléphoniques qui ne peuvent accommoder certains types de téléphone à clavier. Quand vous décrochez le combiné, un courant électrique circule à travers la ligne provenant du central local (généralement indiqué par les trois premiers chiffres de votre numéro de téléphone). Le flux de courant donne à l'équipement du central le signal qu'un nouvel appel doit être traité. La tonalité indique que le central est prêt à accepter votre appel. Chaque fois que vous relâchez le cadran après avoir composé un des chiffres du numéro que vous essayez d'appeler, le courant est interrompu et rétabli une à dix fois, selon le chiffre. Par exemple, pour le numéro 3, le courant électrique est interrompu trois fois. Ce signal codé est envoyé à un centre de commutation téléphonique proche qui l'utilise pour établir la connexion avec la ligne téléphonique souhaitée.

Aujourd'hui, un clavier numérique possède 12 touches. Chacune de ces touches produit un son différent quand on appuie dessus. Ces sons résultent de la combinaison de sept tonalités possibles prises deux à deux et sont convertis en signaux électriques qui se propagent le long de la ligne jusqu'au central quand on pousse sur un numéro. Au central, les signaux sont reconnus comme les numéraux 0, 1, 2, etc.

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Comment le combiné d'un appareil téléphonique fonctionne-t-il?

Le combiné comprend le pavillon écouteur que vous tenez contre votre oreille, et le pavillon microphone qui est la partie dans laquelle vous parlez. On peut assimiler le pavillon microphone à l'oreille du téléphone, car il entend ce que vous dites et convertit les sons en électricité. Le pavillon écouteur, quant à lui, est comme la bouche du téléphone -- il convertit les signaux électriques en sons que vous entendez.

Dans un téléphone, les ondes sonores produites par la voix d'une personne exercent une pression sur une plaque métallique mince appelée diaphragme, qui vibre et, à son tour, exerce une pression sur des grenailles de charbon dans le pavillon microphone. Quand on presse sur ces dernières, le flux de courant électrique dirigé vers le central téléphonique change à mesure qu'il se propage le long du fil. Les fluctuations du courant forment une «figure» électrique de la voix.

À l'extrémité réceptrice, les signaux électriques circulent à travers une bobine située dans le pavillon écouteur du téléphone. La bobine est enroulée autour d'un noyau de fer doux pour former un électro-aimant. Le courant qui passe à travers la bobine crée un champ magnétique qui fait vibrer le diaphragme situé dans le pavillon écouteur en harmonie avec les signaux entrants. De cette façon, le récepteur réplique les ondes sonores produites par la personne qui appelle sur l'autre téléphone.

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Connexions sonores