PARTIE OBSERVER CH3 ONDES SONORES AD INTENSITE ET NIVEAU SONORE « Il m'est arrivé de prêter l'oreille à un sourd. Il n'entendait pas mieux. » Raymond Devos Connaissances et compétences exigibles : Analyser une onde sonore, Connaître et exploiter la relation liant le niveau d’intensité sonore à l’intensité sonore. Quelle grandeur physique permet au mieux de tenir compte des spécificités de l'audition humaine ? Questions : 1°) Quels facteurs peuvent influencer l’ampleur de la perte auditive liée au bruit ? Le niveau intensité sonore et la durée d’exposition 2°) Donner des exemples d’émetteurs d’ondes sonores. Concert, MP3, bruits ambiants 3°) Compléter le document ci-dessous en ajoutant le domaine de l’audible de l’homme. . Proposer un protocole permettant de vérifier vos connaissances. Où se situent les sons aigus ? Même question concernant les sons graves ? chien 20 kHz 40 kHz Chauve-souris 20 Hz 120 kHz 200 kHz Dauphin Homme On branche un GBF à un haut-parleur. On détecte à partir de quelle fréquence on perçoit un son. Les aigus sont les sons de haute fréquence, les grave de basse fréquence. 4°) Justifier que l’intensité sonore est en W.m–². L’énergie transportée par l’onde sonore par unité de temps et de surface J.s-1.m-2 C’est une puissance par mètre carré. E(J) =P(W)xt(s) (rappel si t est en heure et P en kW alors E est en kW.h) 5°) L’intensité sonore du seuil d’audibilité est-elle la même pour toutes les fréquences audibles ? Le seuil évolue en fonction de la fréquence. 6°) Evaluer et comparer les valeurs minimales et maximales de l’intensité sonore des sons audibles. Conclure sur l’étendue de ces valeurs. De 10 -12 à 1 W.m-2 C’est une gamme étendue. 7°) Quelle est la grandeur acoustique qui s’exprime en décibel ? Le niveau d’intensité sonore (L level en anglais). Cette grandeur se mesure à l’aide d’un sonomètre. 8°) Calculer les valeurs minimales et maximales du niveau d’intensité sonore des sons audibles. . Conclure sur l’étendue de ces valeurs.de 0 à 120 dB chiffres plus petits à manipuler 9°) A partir de quelle valeur la musique jouée peut-elle endommager de manière permanente la capacité auditive ? 85 dB 10°) Compléter le tableau suivant : I (W.m-2) L (dB) I0 0 4,0 x 10-4 86 8,0 x 10-4 89 1,0x10-6 60 2,0x10-6 63 1,0x10-9 30 11°) Montrer que lorsque l’intensité sonore est multipliée par : par 2, le niveau d’intensité sonore augmente de 3 dB. L= 10 log (2I/I0) = 10log2+10 log (I/I0) = 3+ L1 par 10, le niveau d’intensité sonore augmente de 10 dB. L= 10 log (10 I/I0) = 10log10+10 log (I/I0) = 10+ L1 Pour conclure Expliquer pourquoi les intensités sonores s’ajoutent numériquement, mais pas les niveaux d’intensité sonore. Echelle logarithmique pour L Commenter et justifier le document de la Fig.4. 2I correspond à L+3; 10 I correspond à L+10; Effet de masque : Lorsqu'on met en présence deux sources sonores dont l'une est supérieure à 10 dB, le bruit résultant est égal au niveau sonore le plus élevé. Quelle grandeur rend le mieux compte des sensations effectivement perçues par notre système auditif ? Justifier. Le niveau d’intensité sonore rend mieux compte de ce qui est perçu par l’oreille