TPE Les ondes sonores
Problématique En quoi les ondes sonores nous sommes t'elles utiles?
I. Qu est-ce qu une onde sonore et comment la perçoit-t-on?
Sommaire I. Qu est-ce qu une onde sonore et comment la perçoit-t-on? 1) L'onde sonore. Le son Amplitude et intensité du son Fréquence et période 2) Fonctionnement du système auditif. L'oreille externe L'oreille moyenne L'oreille interne II. Utilisations chez l'hommes. 1) médecine : échographie 2) en physique : le radar de vitesse (effet Doppler) III.Utilisations chez les mammifères 1) Les Animaux marins : le dauphin 2)Les Animaux aérien : la chauve-souris 3) Les Animaux terrestres : l'éléphant
1) Les onde sonores
Le son Le son est une sensation auditive due à une vibration acoustique (vibration de l air) Il est émis par un émetteur et reçu par un récepteur C est une onde longitudinale Un son de fréquence inférieure à 20 Hz est appelé infrason et s il est supérieur à 20000 Hz c est un ultrason
Onde sonore période crête amplitude temps
Amplitude et intensité du son un son peut être fort ou doux Dans l'air cela correspond à des variations de pressions grandes ou petites selon que l'air est fortement comprimé ou non En acoustique, la force d un son se mesure en décibel (db) 2 sons de même intensité ajouté ne doublent pas l intensité Zéro décibel correspond au minimum que l'oreille humaine peut percevoir, appelé seuil d audibilité, et non à l'absence de sons
Pour calculer le niveau de bruit en puissance, on utilise la formule suivante : W0 = 10-12 W.m2
Pour calculer le niveau de bruit en pression, on utilise la formule suivante : P0 = 2.10-5 Pa
Fréquence Par définition la fréquence ( notée f ) d'un phénomène périodique est le nombre de répétitions du signal, le nombre de vibrations pendant 1 seconde.
3)La perception du son.
L oreille possède deux fonction : L audition L équilibration On lui distingue trois parties : L oreille externe L oreille moyenne L oreille interne
L oreille externe Elle comprend deux segments: Le pavillon de l oreille Le conduit auditif L oreille externe se termine à partir de la membrane du Tympan.
L oreille moyenne La caisse du tympan est traversée par la chaîne des osselets, composée de trois os : le marteau, l enclume et l étrier. Ces trois os forment une chaîne continue entre le tympan qui les sépare de l oreille externe, et la fenêtre ovale qui les sépare de l oreille interne.
L oreille interne Elle est située dans le rocher, en dedans de la caisse tympanique. Elle est composée du labyrinthe et du limaçon. Le labyrinthe est formé de 2 sacs : l utricule et le saccule qui lui succède et qui communique avec le limaçon. Le limaçon appelé également cochlée est une cavité enroulée en colimaçon.
Détails de l oreille interne Canal semi-circulaire supérieur Utricule Canal semi-circulaire postérieur Canal semi-circulaire externe Canal endolymphatique Saccule Partie enroulée du limaçon Limaçon Partie non enroulée du limaçon
II. Utilisations
1) L'échographie L'échographie utilise le principe des ultrasons.
2) Radar de vitesse Il existe deux types de radars, ceux qui mesure la vitesse par l'effet Doppler et ceux qui la déduisent d'une succession de mesure de distance (les jumelles laser).
L effet doppler C est la variation apparente de la fréquence d'une onde émise par une source en mouvement par rapport à un observateur ou l inverse HISTORIQUE: Cet effet fut découvert par un physicien autrichien, Christian DOPPLER. En 1842, il publia un article décrivant ce phénomène et 3 ans plus tard une expérience confirma sa théorie : 15 trompettistes furent placés dans un train et les expérimentateurs se placèrent au bord de la voie. Quand le train arriva, les trompettes retentirent et la hauteur des sons émis sembla diminuer quand le train fut passé comme l'avait prédit Doppler.
DESCRIPTION DE L'EFFET Quand une source sonore se rapproche d'un observateur il y a une compression des ondes sonores ; la longueur d'onde perçue est plus courte et le son émis semble plus aigu. Quand une source sonore s'éloigne d'un observateur il y a une décompression des ondes sonores ; la longueur d'onde perçue est plus longue et le son émis semble plus grave.
III. Utilisations chez les mammifères
1) Le Dauphin Représentation de l utilisation du sonar :
La chauve-souris Représentation du système d'écholocalisation : http://www.google.fr/imgres?q=les+chauves+souris+ondes&hl=fr&tbo=d&biw=1920&bih=1016&tbm=isch&tbnid=jzcrjvnmkrvgbm:&imgrefurl=http://askabiologist.asu.edu/%25c3%25a9cholocation- 0&docid=8o46HK_wAeBngM&imgurl=http://askabiologist.asu.edu/sites/default/files/echolocation.jpg&w=550&h=299&ei=F_XmUKTdKuG60QW6sYDoCQ&zoom=1&iact=hc&vpx=570&vpy=143&dur=91&hovh=165&hovw=3 05&tx=137&ty=73&sig=106251530888933272456&page=1&tbnh=143&tbnw=269&start=0&ndsp=63&ved=1t:429,r:3,s:0,i:94
L'éléphant L Éléphant utilise les ondes sonores principalement pour interagir avec les autres troupeaux.