SPE SPC - NIVEAU SONORE - SENSIBILITE DE L'OREILLE
I/Niveau sonore :
a)Intensité sonore : I
P: puissance sonore reçue par la surface S
L'intensité sonore est définie par le rapport :
P en watt (W) ; S en m2 et I en W.m-2
.
b)Niveau sonore :L
avec I0 = 10-12 W.m-2 ; L se mesure en décibels (dB)
Remarques :
*I0 = 10-12 W.m-2 correspond au seuil d'audibilité moyenne de l'oreille .
*L varie entre 0 et 120 dB
*On utilise un sonomètre pour mesurer le niveau sonore .
II/Sensibilité de l'oreille :
a)Montage :
b)Manipulation :
*Régler le GBF pour qu'il fournisse un signal sinusoïdal
*Choisir f= 20000 Hz (bouton "fréquence") et régler l'amplitude de la tension (bouton "puissance" tourné à fond dans le sens des aiguilles d'une montre) observée à l'oscillographe à sa valeur maximale
* Abaisser la fréquence (bouton "fréquence") jusqu'à ce que le son soit à peine perceptible .
* Mesurer la période ( T=b.XT ) du signal délivré par le GBF à l'oscillographe cathodique et en déduire la fréquence f1 correspondante .
* Vérifier que cette fréquence est bien celle qui est indiquée sur le l'afficheur du GBF
* Mesurer la tension crête à crête , c'est à dire 2Um du signal observé à l'oscillographe .
*Reporter les valeurs mesurées dans un tableau (voir ci-dessous)
*a-Diminuer la fréquence (bouton "fréquence")
*b-Régler la puissance du GBF (bouton "puissance" ) de façon à ce que le son soit audible
*c-Diminuer la puissance du GBF de façon à ce que le son soit à peine audible.
*d-Mesurer 2Um et reporter dans le tableau
*Répéter a,b,c et d pour d'autres valeurs de la fréquence et compléter le tableau .
c)Tableau de mesures :
f (Hz) |
100 |
200 |
300 |
400 |
700 |
1000 |
1200 |
1600 |
2000 |
3000 |
2Um (V) |
||||||||||
L (dB) |
f (Hz) |
4000 |
5000 |
6000 |
7000 |
8000 |
9000 |
10000 |
11000 |
.......... |
f1=.......... |
2Um (V) |
||||||||||
L (dB) |
Calcul du niveau sonore :
L'intensité sonore est proportionnelle à U'm2
avec , compte tenu du pont diviseur .
I0 est l'intensité sonore correspondant au seuil de sensibilité inférieur de l'oreille à 1000 Hz. Celle-ci est donc proportionnelle à U'm2 pour f=1000 Hz
Dans ces conditions :
et par conséquent :
d)Tracé de la courbe L=g(f) en utilisant pour f une échelle logarithmique :
L (dB) en ordonnée et f en abscisse
III/Exercices :
1-Exercice résolu 2 du livre page 87
2-Exercices 2,4,9,10,15,17 page 89
Correction : mesures et courbe
f (Hz) |
100 |
200 |
300 |
700 |
1000 |
1200 | 1600 |
2000 |
3000 |
4000 | 5000 |
2Um (V) |
5 |
1,6 |
0,8 |
0,5 |
0,5 |
0,45 | 0,45 |
0,16 |
0,2 |
0,2 | 0,5 |
L (dB) |
20 |
10 |
4 |
0 |
0 |
-0,9 | -0,9 |
-10 |
-8 |
-8 | 0 |
f (Hz) |
6000 | 7000 | 8000 | 10000 | 11000=f1 |
2Um (V) |
0,8 | 1,6 | 2 | 1,6 | 2 |
L (dB) |
4 | 10 | 12 | 10,1 | 12 |