Université d'Angers
	DEUG STU2 – ST41 2001-2002	PHYSIQUE - TD 2
	S. Chaussedent	Acoustique musicale

Exercice I Déplacement du tympan au seuil d'audibilité

Sachant que l'intensité acoustique de l'oreille au seuil d'audibilité est en moyenne de 10^-12 W.m^-2, à 1 kHz, évaluer l'amplitude du déplacement correspondant du tympan (on donne ρ_air = 1,294 kg.m^-3 et c_air = 344 m.s^-1).

Exercice II Acoustique d'une salle de concert

On suppose que la source sonore d'une salle de concert est un élément sphérique, de rayon r₀ = 3 cm, et que l'onde émise est également sphérique, de fréquence 1 kHz et d'amplitude U₀ = 50 µm.

1. Calculer l'intensité et la puissance de cette source (on donne r_air = 1,294 kg.m^-3 et c_air = 344 m.s-1).

2. On suppose que lors de la propagation de cette onde sphérique la puissance reste constante. En déduire l'intensité sonore perçue par un auditeur placé à une distance R de la source.

3. En considérant qu'une audition confortable correspond à un niveau sonore minimum de 70 dB, jusqu'à quelle distance de la source peuvent être placés les auditeurs dans la salle ? Quel niveau sonore percevra un auditeur placé à 10 m de la source ? (on donne l'intensité sonore au seuil d'audibilité I_r = 10^-12 W.m^-2).

Exercice III Le son du piano…

1. La fréquence d'un son est donnée par f=w/2p ; plus elle est élevée, plus le son est aigu. L'oreille humaine percevant les sons depuis 20 Hz jusqu'à 20 kHz, calculer les longueurs d'onde correspondantes (on donne c_air = 340 m.s^-1).

2. Par convention internationale, la fréquence du La₃ des musiciens est fixée à 440 Hz. On définit par ailleurs l'octave comme l'intervalle de deux notes dont le rapport des fréquences vaut 2. L'octave se décompose en 12 demi-tons égaux, le rapport de fréquence entre deux demi-tons étant de 1,05946 (on remarquera que 1,05946¹²=2). Quelles sont les notes correspondant aux fréquences 20,6 Hz et 19,9 kHz (on donne les notes composant une octave : Do, Do#, Ré, Ré#, Mi, Fa, Fa#, Sol, Sol#, La, La#, Si).

3. Un piano comporte 88 touches (chacune étant séparée d'un demi-ton) de La_-1 à Do₇. A quelles fréquences correspondent ces deux notes extrêmes ?