Son

Un tambour produit des sons via une membrane vibrante.

Sound est un onde mécanique qui est un oscillation de la pression transmise à travers un solide , liquide ou gaz , composé de fréquences dans la gamme de l'audition. Le son se propage aussi par plasma .

Propagation du son

Le son est une séquence d'ondes de pression qui se propage à travers les médias compressibles tels que l'air ou l'eau. (Son peut se propager à travers les solides ainsi, mais il ya d'autres modes de propagation). Son qui est perceptible par les humains a des fréquences d'environ 20 Hz à 20 000 Hz. Dans l'air à température et pression normales, les longueurs d'onde correspondantes d'ondes sonores varie de 17 m à 17 mm. Au cours de propagation, les ondes peuvent être réfléchie, réfracté, ou atténuée par le milieu.

Le comportement de propagation du son est généralement affecté par trois éléments:

• Une relation entre la densité et de la pression. Cette relation, affecté par la température, qui détermine la vitesse du son dans le milieu.
• La propagation est également affectée par le mouvement du support lui-même. Par exemple, le son déplacement par le vent. Indépendant du mouvement de son à travers le milieu, si le support se déplace, le son est en outre transportée.
• La viscosité du milieu affecte également le mouvement des ondes sonores. On détermine la vitesse à laquelle le son est atténué. Pour de nombreux médias, tels que l'air ou l'eau, l'atténuation due à la viscosité est négligeable.

Lorsque le son se déplace dans un milieu qui ne possède pas les propriétés physiques constants, il peut être réfracté (soit dispersée ou mise au point).

Perception du son

Oreille humaine

La perception du son dans ne importe quel organisme est limitée à une certaine gamme de fréquences. Pour les humains, audience est normalement limitée à des fréquences comprises entre environ 20 Hz et 20000 Hz (20 kHz), bien que ces limites ne sont pas précis. La limite supérieure diminue généralement avec l'âge. Autres espèces ont une gamme différente de l'audition. Par exemple, les chiens peuvent percevoir des vibrations supérieures à 20 kHz, mais sont sourds à rien en dessous de 40 Hz. Comme un signal perçu par l'un des principaux sens, le son est utilisé par de nombreuses espèces de détection de danger, Navigation, prédation et la communication . Terre d ' atmosphère, l'eau, et pratiquement ne importe quel phénomène physique, comme le feu , la pluie , le vent , surf, ou tremblement de terre , produit (et est caractérisée par) ses sons uniques. De nombreuses espèces, telles que les grenouilles , les oiseaux , marine et terrestre des mammifères , ont également développé spéciale organes pour produire un son. Chez certaines espèces, ceux-ci produisent chanson et discours. En outre, les humains ont développé la culture et de la technologie (comme la musique , le téléphone et la radio ) qui leur permet de générer, fiche, transmettre, et un son diffusé. L'étude scientifique de la perception sonore humaine est connu comme psychoacoustique.

Physique du son

Ondes de compression sphériques

Les vibrations mécaniques qui peuvent être interprétés comme des sons sont en mesure de voyager à travers tous formes de la matière: gaz , liquides , solides , et plasmas . La question qui prend en charge le son est appelé le milieu. Le son ne peut voyager à travers un vide.

Les ondes longitudinales et transversales

Le son est transmis par l'intermédiaire des gaz, le plasma et les liquides que ondes longitudinales, également appelés des ondes de compression. Par solides, cependant, il peut être transmis comme deux ondes longitudinales et ondes transversales. Ondes sonores longitudinales sont vagues d'alternance des écarts de pression de la pression d'équilibre, provoquant régions locales de compression et raréfaction, tandis que ondes transversales (dans les solides) sont des ondes d'alternance cisaillement à angle droit à la direction de propagation.

Matter dans le milieu est déplacé périodiquement par une onde sonore, et oscille ainsi. L'énergie véhiculée par l'onde sonore convertit les deux sens entre l'énergie potentielle de l'extra compression (dans le cas des ondes longitudinales) ou déplacement latéral contrainte (dans le cas d'ondes transversales) de la matière et de l'énergie cinétique des oscillations du milieu.

Propriétés et caractéristiques des ondes sonores

Ondes sinusoïdales de différentes fréquences; les vagues de fond ont des fréquences plus élevées que celles ci-dessus. L'axe horizontal représente le temps.

Son vagues sont souvent simplifiés à une description en termes de sinusoïdale ondes planes, qui sont caractérisés par ces propriétés génériques:

• Fréquence, ou son inverse, la période
• Longueur d'ondes
• Nombre d'onde
• Amplitude
• Pression sonore
• L'intensité sonore
• Vitesse du son
• Direction

Parfois, la vitesse et la direction sont combinés comme la vitesse vecteur ; nombre d'onde et la direction sont combinés en un vecteur d'onde.

Ondes transversales, aussi connu comme ondes de cisaillement, ont la propriété supplémentaire, polarisation, et ne sont pas une caractéristique des ondes sonores.

Vitesse du son

US Navy F / A-18 approchant le mur du son. Le halo blanc est formée par gouttelettes d'eau condensée supposés résulter d'une baisse de pression de l'air autour de l'appareil (voir Prandtl-Glauert Singularity).

La vitesse du son dépend du milieu ondes passent à travers, et est une propriété fondamentale de la matière. En général, la vitesse du son est proportionnel à la racine carrée de la rapport de la module d'élasticité (rigidité) du milieu de sa densité . Ces propriétés physiques et la vitesse du changement de son avec les conditions ambiantes. Par exemple, la vitesse du son dans les gaz dépend de la température . Dans 20 ° C (68 ° F) à l'air niveau de la mer, la vitesse du son est d'environ 343 m / s (1230 kilomètres par heure; 767 mph) en utilisant la formule "v = (331 + 0,6 T) m / s". En eau douce, également à 20 ° C, la vitesse du son est d'environ 1482 m / s (5335 kilomètres par heure; 3315 mph). Dans l'acier , la vitesse du son est d'environ 5960 m / s (21460 kilomètres par heure; 13330 mph). La vitesse du son est également peu sensible (un deuxième ordre effet anharmonique) à l'amplitude du son, ce qui signifie qu'il ya des effets de propagation non linéaires, tels que la production d'harmoniques et des tons mixtes ne sont pas présentes dans le son original (voir antenne paramétrique).

Acoustique

Acoustique est la science interdisciplinaire qui traite de l'étude de toutes les ondes mécaniques dans les gaz, liquides et solides, y compris les vibrations, le son, l'échographie et infrasons. Un scientifique qui travaille dans le domaine de l'acoustique est un acousticien tout quelqu'un qui travaille dans le domaine de la technologie de l'acoustique peut être appelé un ingénieur acoustique ou audio. L'application de l'acoustique peut être vu dans presque tous les aspects de la société moderne avec la plus évidente étant les industries audio et de contrôle du bruit.

Bruit

Le bruit est un terme souvent utilisé pour désigner les sons indésirables. En sciences et en génie, le bruit est un composant indésirable qui obscurcit un signal utile.

Niveau de pression acoustique

La pression acoustique est la différence, dans un milieu donné, entre la pression moyenne locale et la pression dans l'onde sonore. Un carré de cette différence (ce est à dire, un carré de l'écart par rapport à la pression d'équilibre) est généralement moyenne dans le temps et / ou dans l'espace, et une racine carrée de cette moyenne fournit une moyenne quadratique (RMS) valeur. Par exemple, une Pression acoustique Pa RMS (94 dB SPL) dans l'air atmosphérique implique que la pression réelle dans l'onde sonore oscille entre (1 atm Pa) et (1 atm Pa), qui est comprise entre 101323,6 101326,4 et Pa. Une telle variation minuscule (par rapport à l'atmosphère) de pression d'air à un fréquence audio est perçu comme un assourdissant bruit, et peut causer des dommages auditifs, selon le tableau ci-dessous.

Comme l'oreille humaine peut détecter des sons avec une large gamme d'amplitudes, la pression acoustique est souvent mesurée en tant que niveau d'un logarithmique échelle des décibels. Le niveau de pression sonore (SPL) ou L _p est défini comme

où p est le racine carrée moyenne pression sonore et est une pression acoustique de référence. Pressions sonores de référence d'usage courant, définies dans la norme ANSI S1.1-1994, sont 20 micropascals dans l'air et une micropascals dans l'eau. Sans une pression acoustique de référence spécifiée, une valeur exprimée en décibels ne peut pas représenter un niveau de pression acoustique.

Depuis l'humain l'oreille n'a pas un appartement réponse spectrale, les pressions sonores sont souvent pondéré en fréquence de sorte que les matches de niveau mesuré perçus de plus près les niveaux. Le Commission électrotechnique internationale (CEI) a défini plusieurs systèmes de pondération. A-pondération tente de faire correspondre la réponse de l'oreille humaine à dBA niveaux de pression acoustique pondérés A du bruit et sont étiquetées. C-pondération est utilisé pour mesurer les niveaux de pointe.

Equipement pour le traitement des sons

Equipement pour outputing ou générer: instrument de musique , caisse de résonance, téléphones auditives, systèmes sonar, reproduction du son et de l'équipement de radiodiffusion. Bon nombre de ces transducteurs utilisation électro-acoustiques pour l'entrée: microphones.

Mesure acoustique

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