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Le son : phénomènes physiques et physiologiques (ou psychoacoustiques)

  • 168 réponses
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Sujet de la discussion Le son : phénomènes physiques et physiologiques (ou psychoacoustiques)
Le but de ce sujet est de discuter des phénomènes liés à la nature du son, c'est à dire du mouvement périodique de l'air, de la propagation des ondes, réflexions, interférences etc...

Et aussi, car les discussions sont souvent liées : de la perception de ces sons par nos oreilles (ou l'interprétation que notre cerveau en fait).

C'est bien l'homme qui cause le dérèglement climatique - AudioFanzine sans PUBlicité

[ Dernière édition du message le 19/08/2011 à 14:57:19 ]

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126
Citation :
Nan mais vraiment, l'explication d'Eratom est la bonne. Les bulles ca me plaisait bien, mais vu que ca marche aussi avec de l'eau plate, c'est forcément pas ca.

Il peut y avoir plusieurs phénomènes qui se conjuguent. Mais pour avoir fait le test, le rôle de la hauteur d'eau est effectivement très net. C'est pas pour rien que c'est utilisé en musique d'ailleurs !

(voir l'excellent concert unplugged de Björk sur MTV)

Pour les bulles faudrait que quelqu'un fasse le test avec 3 verres identiques, remplis à la même hauteur, et des liquides plus ou moins bulleux. Peut-être :
- eau plate
- bière (petites bulles nombreuses)
- perrier
- bière "dégazéifiée" ? versée avant, un peu touillée... pour avoir des petites bulles pas trop nombreuses ?

Ou alors enregistrer le même verre de bière à plusieurs stades de dégazéification ?

:bravo: et :boire: bien sûr !

C'est bien l'homme qui cause le dérèglement climatique - AudioFanzine sans PUBlicité

127
ET zut de crotte de bique, pour ne pas dire fait chier moi qui croyais que vous parliez de cette allucination auditive qu'il me semblais avoir constaté en mélangeant le sucre dans mon café, et qui croyais que c'était du à un changement de l'élasticité du fuide éxité au fur et a mesure où le sucre se dissolvait, j'ai apparement tout faux et pourtant la note à changé entre café avec ou sans sucre, que le café soit ou non en rotation ! bon je vais me refaire un café...
Je sait c'est pas bon mais la nuit porte conseil.

Tien donc pouquoi la nuit les sons portent plus loin?

Ne donnez pas comme réponse c'est parce que il y a silence et on a un meilleur rapport S/N, ça aide mais ce n'est pas la réponse.

Pour le café il y a aussi la chute de température du café transmise à la tasse...?...!...:idee::???:

Eternel apprenti assistant ingénieur du son sans ingénieur du son à assister...

128
A prioiri, la nuit l'air est plus froid, donc plus dense, donc meilleur propagateur d'ondes.

Petit péteux hargneux

bit.ly/elevations2020

bit.ly/dsmelevations2020

129
Bravo Traumax, de plus ceci ce produit à un moment bien précis où l'air de la jounée chaufé (léger) céde sa place à celui de la haute atmosphére froid et plus lourd, alors à cette frontiére se forme une barriére quasi infranchissable où le son vient rebondir: phénoméne connu des éléphants appelé chez les Homme dits intéligent 'inversion thermique'

Avec nos yeux un phénoméne SI MI L'air se produit quand on navigue en plongée entre couhe d'eau douce et salée!





Eternel apprenti assistant ingénieur du son sans ingénieur du son à assister...

130

Citation de Birdix :

Avec nos yeux un phénoméne SI MI L'air se produit quand on navigue en plongée entre couhe d'eau douce et salée!

 

Phénomène bien connu des sous-mariniers, et qui permet aux sous-marins de passer inaperçus en se déplaçant dans une couche ou ne se trouve pas "d'oreilles indiscrètes".

JM

131
Citation :
c'était du à un changement de l'élasticité du fuide

Je ne sais pas si le sucre change effectivement la compressibilité du café, mais si c'est le cas c'est possible que cela ait un impact.
Ce que je disais sur les bulles c'est que l'effet principal est qu'elles introduisent un changement de la compressibilité qui change la fréquence de résonance de l'ensemble { tasse + café }.
L'effet du ralentissement de l'onde par le changement d'indice du milieu doit être négligeable devant le phénomène précédent.



Citation :
A prioiri, la nuit l'air est plus froid, donc plus dense, donc meilleur propagateur d'ondes.

Pfff, J'en ai marre d'être le rabat-joie de service mais... ce n'est pas tout à fait ça.
Désolé de faire mon chieur mais "meilleur propagateur" ça ne veut pas vraiment dire grand chose.
En fait quand la température diminue la densité est plus importante et l'onde sonore va moins vite.


La vitesse de l'onde c vaut : c = √(E/ρ)
- E c'est le module de Young (le "taux de compressibilité élastique" ) du gaz,
- ρ c'est la densité du gaz (je mets des lettres grecques pour faire plus savant et pour les aider dans la crise en leurs faisant toucher des royalties).

On voit alors que quand ρ augmente, le son va moins vite ; en un sens, il se propage "moins bien".


Sauf que, juste pour que ce soit encore plus pénible, ρ et E sont des paramètres qui dépendent de trois grandeurs physiques caractéristiques d'un gaz... P, V et T (Pression, Volume, Température).

Il faut poser des hypothèses pour faire un modèle, par exemple, le son ne perd pas de son énergie à cause de l'échauffement que produit son passage dans l'air : c'est une transformation adiabatique (locale) de l'air (pour dire ça autrement, si je cris sur mon café je ne vais pas le réchauffer)
On a alors P*V^γ = Cste et on peut montrer que E = γ*P (en passant par le travail d'une force, blablabla)

Autre hypothèse, l'air est un gaz parfait. On a alors P*V = n*R*T (avec R la constante de gaz parfait).
La densité de l'air est ρ = m/V = n*M/V (avec n le nombre de moles dans V et M la masse molaire de l'air) ce qui donne n = ρ*V/M.
P*V = n*R*T me donne alors
P*V = (ρ*V/M)*R*T
P = (ρ/M)*R*T (je simplifie par V)
ρ = P*M/(R*T)


Et donc c = √(E/ρ) = √( γ*P / (P*M/(R*T)) ) = √(γ*R*T/M)
Ce modèle un peu simpliste nous montre que quand la température de l'air diminue, la vitesse du son diminue également.



Normalement, et surtout en journée, la température de l'air diminue quand on prend de l'altitude (il fait plus froid quand on monte). La vitesse de propagation de l'onde diminue également en montant et on a donc un rayon de courbure vers le haut.
Comme l'onde sonore fait un virage vers le haut à cause du gradient de température (je souligne pour faire sérieux), à partir d'une certaine distance on n'entend plus rien : l'onde passe au-dessus de nos têtes.

Dans le cas où il n'y a pas de gradient de température (ou négligeable), l'onde va tout droit.

Dans le cas où il y a un gradient inversé de la température entre 2 couches atmosphériques, l'onde accélère en montant, le rayon de courbure s'inverse et elle repique vers le bas.
J'ai même sorti mes doigts pour faire un dessin :
http://img571.imageshack.us/img571/5281/sansred.gif

Il est pas beau mon dessin ? Ok il est pas beau mais on comprend.
Quand le gradient de température s'inverse (i.e, il commence à faire plus chaque lorsque que l'on monte), l'onde replonge vers le bas.
Ce qui peut arriver c'est qu'une personne en A n'entende rien (l'onde passe pile au dessus de sa tête, la bougresse).
Si un type se tient en B, il peut entendre le son, mais il lui viendra comme s'il venait d'en haut (direction de la flèche, en sens inverse). Hop ça fait un mirage sonore.

[ Dernière édition du message le 25/08/2011 à 18:51:56 ]

132
:8O:

Sans dec, la physique c'est un métier pour toi ou bien ?

Sinon, bien l'explication, pis drôle avec ça.
Reste dans le coin, t'es pas loin d'être élu topic de la semaine avec ça.

Petit péteux hargneux

bit.ly/elevations2020

bit.ly/dsmelevations2020

133
x
Hors sujet :
Citation :
Sans dec, la physique c'est un métier pour toi ou bien ?

Sinon, bien l'explication, pis drôle avec ça.
Reste dans le coin, t'es pas loin d'être élu topic de la semaine avec ça.

Shhhhh... :non: tout le monde va savoir que je suis un gros nerd et je pourrais dire au revoir à ma vie sexuelle.
Merci pour le compliment en tout cas. M'enfin ça peut avoir l'air rigoureux et être complètement faux aussi. ;)
134

Pour être aussi rigoureux et complètement faux, faudrait que tu sois assez taré.

Petit péteux hargneux

bit.ly/elevations2020

bit.ly/dsmelevations2020

135
x
Hors sujet :
En math sup/spé, en fac de sciences... on écrit beaucoup de pages, et tout n'est pas toujours juste dedans. Malheureusement. :-D

C'est bien l'homme qui cause le dérèglement climatique - AudioFanzine sans PUBlicité

136
x
Hors sujet :
Citation :
En math sup/spé, en fac de sciences
Voire plus !

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

137
x
Hors sujet :
souligné = important
Qui te dit que je suis sain d'esprit ? Sur le net on trouve d'abord des tarés.
J'ai toujours trouvé que la physique c'est rigolo... tu vois le genre.


Ben j'ai quand même zappé 2 trucs assez importants dans la "démo" :
- le premier c'est le fait qu'un gaz qui subit une compression/détente adiabatique suit une loi de la forme P*V^γ et peut être assimilé à un "ressort" de module de Young E = γ*P.
- le deuxième c'est que l'accélération/décélération de l'onde entraîne une courbure.


Le premier point n'est sans doute pas trop dur à se représenter. Si on bouche une pompe à vélo et que l'on appuie dessus brièvement, avec une course pas trop longue, l'air agit sur le piston de façon similaire à un ressort.


Le deuxième est un peu plus abstrait. Peut-être est-ce que tu connais le phénomène de réfraction de la lumière quand un rayon change de milieu ?
Le rapport des vitesses de propagation (différentes) et de la vitesse de la lumière dans le vide donne l'indice de réfraction, et on peut calculer de combien est dévié le rayon avec la formule n1*sin(i1) = n2*sin(i2).

Quand les propriétés du matériau change graduellement (de façon "continue") suivant une direction (la hauteur, par exemple), l'indice de réfraction change lui aussi continument... et la rayon lumineux décrit une trajectoire courbe.
http://tpe-mirage-caraminot.e-monsite.com/rubrique,i-la-refraction-de-la-lumiere,1346917.html


Pour l'onde sonore il se passe la même chose.


x
Hors sujet :
Je crois que j'aurais dû tout souligner, en fait.
Citation :
on écrit beaucoup de pages
et puis des fois on écrivait rien... :-p

[ Dernière édition du message le 25/08/2011 à 23:22:22 ]

138
Citation :
Peut-être est-ce que tu connais le phénomène de réfraction de la lumière quand un rayon change de milieu ?

C'est ce qui fait que ce crayon parrait cassé :
300px-Refraction.jpg

Et est à l'origine des mirages :
280px-Roadmirage.jpg

https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9fraction
https://fr.wikipedia.org/wiki/Mirage




Sinon personne n'a fait le test comparatif sur les bulles ? :-D

C'est bien l'homme qui cause le dérèglement climatique - AudioFanzine sans PUBlicité

139
Bè aujourd'hui c'est samedi et moi je bulle ...
FSlb
:mdr:
L'homme n'est que poussière, ... c'est dire l'importance des plumeaux
140
Un livre qui peut intérresser certains d'entre vous :
Le son comme arme de Juliette Volcler. Un extrait
J'ai trouvé ca assez intérressant. Et j'y ai appris l'existence du fascinant canon à vortex.

Petit péteux hargneux

bit.ly/elevations2020

bit.ly/dsmelevations2020

141
Salut tout le monde !
Je propose qu'on évoque un p'tit peu un phénomène fort bien connu de tout sonorisateur : le larsen.
On en connait tous les sifflements, mais a quoi est-il réelement dû ? J'ai bien ma petite idée (formation d'une boucle infinie micro/HP), mais quelqu'un connait-il le fondement physique ?
Merci d'avance !!

Quentin

The blues are the roots, The rest are the fruits.

W. Dixon

142
C'est bien une boucle divergente.

Tu peux modéliser un système { micro + hp + air ambiant + ampli } par une boucle de rétroaction et l'étudier avec les outils d'asservissement classiques.

http://img41.imageshack.us/img41/9296/sansreq.gif

Le micro joue le rôle d'un convertisseur acoustique => électrique et aussi de sommateur.
L'ampli (électrique) amplifie le signal (gain A) qui est converti vers une onde acoustique par HP.
L'air ambiant assure la boucle de rétroaction en réinjectant l'onde sonore du HP vers le micro (gain / impédance B)

Pour une onde sonore en entrée (à gauche) "e" et une onde sonore en sortie du HP "s" tu obtiens (en négligeant les temps de propagation ou plutôt).

s = ( e + B*s )*A
s/e = A / (1-A*B) qui est la fonction de transfert du système.

Si A*B est proche de 1, alors (1-A*B) est proche de 0, A/(1-A*B) est proche de... l'infini.
En clair, ça diverge à donf : la moindre petite excitation "e" va être amplifiée jusqu'à saturation (larsen).


J'ai aussi ajouté des bruits (thermiques) dans la boucle : même s'il n'y a personne qui parle dans le micro, les bruits injectés (souffle du micro, de l'ampli, etc.) suffisent à générer l'excitation de départ.


La réponse d'un tel système n'est pas "parfaitement plate" et des fréquences sont privilégiées (A et B ne sont pas des gains purs) ; le larsen sonne sur la fréquence de résonance du système.


J'ai dit que je négligeais les temps (et distances) de propagation mais en réalité il faut bien les prendre en compte.
Pour certaines distances, le signal réinjecté par la boucle va tomber en phase avec le signal d'entrée : les amplitudes s'ajoutent.
A d'autres distances, le signal réinjecté par la boucle se retrouve en opposition de phase : les amplitudes s'annulent (ou du moins, se retranchent) et il n'y a pas de larsen.

Pour une distance fixe entre le micro et le HP, des fréquences donneront des ondes qui tomberont en phase : celles dont un multiple de la longueur d'onde correspond à la distance micro - hp.
Si en plus elle correspond à la fréquence de résonance de l'ampli... Twwwwwwwiiiiiit boum !

[ Dernière édition du message le 18/09/2011 à 15:34:44 ]

143
D'accord, merci beaucoup de ta réponse !!

The blues are the roots, The rest are the fruits.

W. Dixon

144
Attends, j'ai pas fini !

Je voulais juste montrer un Abaque de Black. C'est en faisant des dessins là-dessus que l'on étudie (pour le résoudre) le problème.

http://sciences-indus-cpge.papanicola.info/local/cache-vignettes/L500xH575/abaque_de_black_600-7ccda.png

Tu traces la réponse du système dans un graphique "Gain vs Phase" et il faut qu'il passe à droite de l'ellipse en pointillées.

Quelque part, c'est bô non ?
http://public.iutenligne.net/automatique/verbeken/CoursAU_MV/chapitre6/images/fig5i.jpg

Quand ça Larsen, c'est que tu es pile dans le dedans de l'ellipse.


Olala la belle bleue.
8._diagramme_de_black.jpg
Je ne sais pas par où il est passé pour l'avoir celle-ci.

[ Dernière édition du message le 18/09/2011 à 15:44:25 ]

145
ouah, là ça commence a être complexe...
Sinon, c'est vrai que pour obtenir la bleue, ça a pas dû être simple car les fonctions admettant plusieurs images ne sont pas définies dans les réels...

The blues are the roots, The rest are the fruits.

W. Dixon

146
C'est parce qu'il y a un paramètre "masqué" : la fréquence.
- L'amplitude est une fonction de la fréquence f,
- La phase est une fonction de la fréquence f,
- On trace la trajectoire des points de coordonnée ( Phase(f) ; Amplitude(f) )

Tu peux alors faire des boucles et repasser par les mêmes points.


Dans le cas qui nous intéresse, tu peux tracer une courbe similaire pour étudier l'effet de la variation de la distance entre le micro et le hp (la longueur d'onde et la fréquence sont liée par la vitesse du son).

[ Dernière édition du message le 18/09/2011 à 20:45:52 ]

147
Ah ok !!

The blues are the roots, The rest are the fruits.

W. Dixon

148

Bonjour,

Excellent sujet à parcourir à tête reposée !

Je me joins à vous suite au conseil de Traumax et surtout suite à une discussion sur le sithar (https://fr.audiofanzine.com/le-pub-des-gentlemen/forums/t.442782,crise-de-g-a-s-confiez-vous-ici-parlez-librement,p.186.html) et plus particulièrement les cordes sympathiques.

Donc d'après ce que j'ai appris là bas, les cordes sympathique entre en résonance à l'aide des cordes que l'on jouent, soit !

Mais alors pourquoi sur ma 6 cordes, si je joue sur une seule corde (La par exemple) les autres (celles à vide ) n'entre pas en résonance, ou en tout cas pas suffisamment  pour qu'on les entendent ?

"Un accord, c'est bien,
deux accords, vous poussez un peu,
trois accords, c'est du Jazz" Lou Reed.

149

A mon avis, pour que la corde rentre en résonance avec un la il faut qu'elle aie une fréquence de résonnance propre proche identique ou très proche.

Essaye avec une acoustique bloque les 4 cordes aiguës avec ta main gauche fait un la sur la corde grave (avec le pouce..) bourrine le bien et relâche le pouce pour l'étouffer. Il n'y a plus que le La à vide qui n'est pas étouffé et il sonne ...

Ca marche aussi avec les harmoniques étouffe les 4 cordes aiguës et bourrine un Si sur ta corde de la en 2 eme case. Etouffe le et écoute ta corde de mi chanter un Si. Ce Si est une harmonique cachée dans le Mi, c'est celui que l'on retrouve en jouant l'harmonique naturelle en effleurant la corde au dessus de la 7ème frette.

 

La guitare est un instrument bourré de résonances, quand tu joues des arpèges dans les aigus les cordes graves viennent souvent sympathiser et parfois sans qu'on les invites.

Certaines sont plus présentes que d'autre car chaque objet a une fréquence de résonance, la guitare a ses petites fréquences préférées. Celle que je déteste, c'est celle du floyd ou de l'importe quel vibrato à ressort ça te fait une saleté de réverbe sur un seul accord. C'est pour ça que je colle toujours un bloc de mousse sous les ressorts, je ne comprends pas pourquoi ce n'est pas fait d'usine!

 

[ Dernière édition du message le 20/09/2011 à 21:53:29 ]

150

Par contre pourquoi les résonances sont elles si faibles comparées à un sitar?

La, je ne sais pas trop, je dirais que déjà sur un sitar tu as moult cordes prêtes à résonner, il y a plus de chances qu'il y en a une qui accroche la fréquence et il y a une certaine intelligence dans l'accordage aussi.

Les cordes sont dans le manche creux qui est une cavité de résonance au même titre que la caisse. Leur tensions sont identiques, leurs notes diffèrent à cause de leur longueur.

Le chevalet des sympathiques est sans doute posé à un endroit spécifique, avoir la bonne masse..

Enfin, j'imagine que tout ça est optimisé.

Sur une solid-body, les cordes sont moins sensibles aux vibrations ambiantes, c'est d'ailleurs pour ça qu'on l'a inventée. Mon gratteux a une quart de caisse (epiphone sheraton de 93, les amateurs apprécierons;)) ça part en larsen pour un rien!

 

[ Dernière édition du message le 20/09/2011 à 22:34:42 ]