Tache complexe : le cri du bébé

Spé TS, son, tache complexe : le cri de l’enfant.
Le maximum de sensibilité de l’oreille humaine est très marqué, il permet l’alerte en
cas de danger, il correspond au cri d’appel du bébé, au cri d’horreur.
Comment expliquer que l’oreille soit plus sensible
pour cette fréquence précise ?
Pour répondre à cette tache complexe on peut se poser les questions
intermédiaires :
1. Quelle fréquence est la mieux entendue ?
2. Quelle est sa longueur d’onde
3. Quel lien avec l’oreille externe ?
Documents.
1. Niveau d’audition sonore en dB en
fonction de la fréquence.
Pour bien lire : penser que quand le
niveau du son entendu est bas, c’est
donc que l’on entend bien. Question :
quelle est la fréquence que l’on entend
le mieux ?
2. Schéma en coupe de l’oreille humaine.
L’énergie des ondes sonores est canalisée dans le conduit auditif vers le tympan, une membrane qui
change des vibrations de l’air en des vibrations des osselets. Les vibrations sont ensuite transmises
en phase liquide dans un gel, le gel stimule les poils cochléens qui produisent un stimulus nerveux.
Le conduit auditif mesure 25 mm de
long, et est un tuyau ouvert à un bout,
côté pavillon, et fermé à l’autre, côté
tympan.
3. Le lien entre la longueur d’onde et le milieu qui vibre.
Sur une corde
Les modes propres de vibration, les fréquences caractéristiques sont liés à la possibilité d’une onde
de survivre, de stationner sur la corde. Si l’onde peut « se replier en deux » sur la corde, alors elle
existe et n’est pas abîmée, gênée par le fait que la corde est attachée aux deux bouts.
Les vibrations qui sont des modes propres sont donc accordées, elles sont avantagées, elles
persistent, les autres sont éliminées, désavantagées.
Les autres vibrations ne sont pas accordées, elles ne sont pas propres, elles n’appartiennent pas au
système vibratoire. Dans un tuyau, de même, les sons accordés sont avantagés.
Spé TS, son, tache complexe : le cri de l’enfant.
Pour ces raisons : la longueur d’onde
 0 du mode fondamental d’une corde vaut deux fois la longueur
L de la corde. (Penser à « se replier en deux »)
0  2  L
4. Lien longueur d’onde, célérité, fréquence.
La célérité est le lien entre la longueur d’onde et la fréquence.
c  . f 

T
Cette relation lie la célérité de l’onde, la longueur d’onde et la fréquence.
Cas d’une colonne d’air, dans un tuyau ouvert à un bout.
Les résultats mis en évidence sur la corde sont du même type pour une colonne d’air
Les modes propres d’une colonne d’air sont liés à sa longueur.
La célérité d’une onde sonore est indépendante du tuyau c=340m.s -1
Les modes de vibration d’une colonne d’air dans un tuyau ouvert à un bout, le
mode fondamental « loge » un quart de sa longueur d’onde dans le tuyau.
5. Résultats de mesures en classe
Un groupe de TP de spé a effectué des mesures en classe, sur une flute à essai.
Les résultats sont dans le tableau suivant.
Le produit longueur de la colonne d’air x fréquence de la note vaut le quart de la
vitesse du son dans l’air c=340m/s. On peut aussi dire que le tuyau accueille un
quart de la longueur
Longueur de la colonne
0,16 0,08 0,16
d’onde de l’onde émise.
d’air en m
Fréquence de la note en
Hz
500
1000
526
Produit longueur
fréquence [unité]
80
80
84
Vitesse du son/4 [m/s]
85
85
85