La Perception du Son

1. Calcul de la longueur d’onde de la grosse caisse

Données :

• Vitesse du son dans l’air : \( v = 340 \, \text{m/s} \)
• Fréquence du son de la grosse caisse : \( f = 60 \, \text{Hz} \)

Formule utilisée :

\[ \lambda = \frac{v}{f} \]

Calcul :

\[ \lambda_{\text{grosse caisse}} = \frac{340 \, \text{m/s}}{60 \, \text{Hz}} \] \[ \lambda_{\text{grosse caisse}} \approx 5{,}67 \, \text{m} \]

Interprétation :

La longueur d’onde du son produit par la grosse caisse est d’environ 5,67 mètres. Cela signifie que la distance entre deux points équivalents d’une onde (par exemple, de crête à crête) est de 5,67 m.

2. Calcul de la longueur d’onde de la guitare électrique

Données :

• Vitesse du son dans l’air toujours \( v = 340 \, \text{m/s} \)
• Fréquence du son de la guitare électrique : \( f = 880 \, \text{Hz} \)

Application de la formule :

\[ \lambda_{\text{guitare}} = \frac{340 \, \text{m/s}}{880 \, \text{Hz}} \] \[ \lambda_{\text{guitare}} \approx 0{,}386 \, \text{m} \]

Interprétation :

La longueur d’onde du son de la guitare électrique est d’environ 0,386 m, ce qui indique que les oscillations de l’onde se succèdent tous les 0,386 m.

3. Comparaison des longueurs d’onde

Observation :

• Grosse caisse : \( \lambda \approx 5{,}67 \, \text{m} \)
• Guitare électrique : \( \lambda \approx 0{,}386 \, \text{m} \)

Analyse :

• Longueur d’onde beaucoup plus grande pour la grosse caisse :
  La grosse caisse, émettant un son avec une fréquence basse, génère une onde avec une grande longueur. Ceci favorise la transmission des vibrations à travers des supports massifs (le sol dans le cas de Sarah).
• Longueur d’onde plus courte pour la guitare électrique :
  Le son aigu de la guitare, avec une fréquence élevée, produit une onde de courte longueur. Les ondes courtes sont moins aptes à provoquer des vibrations perceptibles par le toucher sur des supports massifs et se propagent de manière plus ciblée dans l’air.

4. Perception des sons par Sarah

Explications détaillées :

• Transmission des vibrations par le sol (grosse caisse) :
  La grosse caisse génère une onde de grande longueur (environ 5,67 m) qui, en frappant le sol, se transforme en vibrations mécaniques perceptibles par le corps. Ces vibrations se propagent dans des milieux solides comme le sol, où l’énergie se diffuse sur une grande distance. Ainsi, bien que le son se déplace toujours dans l’air à 340 m/s, les vibrations transmises par le sol ne sont pas perçues de la même manière par les organes auditifs que les ondes aériennes.
• Propagation du son aérien (guitare électrique) :
  La guitare électrique génère un son aigu avec une longueur d’onde courte (environ 0,386 m) qui se propage efficacement dans l’air. La perception auditif humaine est particulièrement sensible aux fréquences aiguës, surtout parce que la rapidité et la spécificité de ces ondes offrent une information plus précise sur la source du son (localisation, timbre). De plus, les ondes de courte longueur sont moins susceptibles de se disperser ou d’interagir avec des matériaux environnants qui pourraient modifier leur trajectoire, ce qui permet une perception quasi instantanée.
• Comparaison globale :
  Bien que la vitesse du son soit identique dans l’air, la différence en fréquence (et donc en longueur d’onde) entraîne une différence dans la manière dont chaque son est perçu. Le son de la grosse caisse se transmet en partie comme une vibration ressentie par le corps (du fait des basses fréquences et de la longue longueur d’onde), tandis que le son de la guitare est perçu directement par l’oreille de façon plus distincte, ce qui explique pourquoi Sarah entend mieux la guitare en termes de clarté.