Niveau d'intensité sonore et échelle en décibels

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• Niveau d'intensité sonore : L = 10(I/I_0) en décibels (dB), avec I_0 = 1,0 10^-12\ W/m^2 (seuil d'audibilité). • Relation inverse : I = I_0 10^L/10. • Intensité multipliée par 2 : +3\ dB ; par 10 : +10\ dB. Ce sont les intensités qui s'additionnent, pas les niveaux. • Atténuation : A = L_1 - L_2 en dB.

Le cours

Niveau d'intensité sonore et échelle en décibels • Niveau d'intensité sonore : L = 10(I/I_0) en décibels (dB), avec I_0 = 1,0 10^-12\ W/m^2 (seuil d'audibilité). • Relation inverse : I = I_0 10^L/10. • Intensité multipliée par 2 : +3\ dB ; par 10 : +10\ dB. Ce sont les intensités qui s'additionnent, pas les niveaux. • Atténuation : A = L_1 - L_2 en dB. Pourquoi une échelle logarithmique ? • L'oreille perçoit des intensités qui vont de 10^-12\ W/m^2 (seuil d'audibilité, 0\ dB) à environ 1\ W/m^2 (seuil de douleur, 120\ dB) : un rapport de mille milliards. • Le logarithme ramène cet immense domaine à une échelle de 0 à 120\ dB, plus proche de la sensation : chaque fois que I est multipliée par 10, L augmente de 10\ dB. • Repères : conversation 60\ dB, rue animée 70 à 80\ dB, seuil de risque pour l'audition 85\ dB, concert 100 à 110\ dB. Méthode de calcul 1. Pour passer de I à L : calculer I/I_0, puis L = 10(I/I_0) (touche « log » de la calculatrice). 2. Pour passer de L à I : I = I_0 10^L/10. 3. Pour plusieurs sources : convertir chaque niveau en intensité, additionner les intensités, puis revenir au niveau. 4. Une atténuation A en dB se retranche du niveau : L_2 = L_1 - A. • Remarque : le niveau d'intensité sonore et l'atténuation en dB sont étudiés en Terminale. Astuce et méthode clé Retiens les repères : intensité 2 +3\ dB, 10 +10\ dB, 100 +20\ dB. Ainsi 70\ dB correspond à une intensité 10 fois plus grande que 60\ dB. Piège classique à éviter Additionner les niveaux : deux sources de 80\ dB donnent 83\ dB, pas 160\ dB. On additionne les intensités (2 1,0 10^-4\ W/m^2) puis on reprend le logarithme.

Dans ce chapitre

• Signaux et vibrations sonores périodiques de Seconde
• Fréquence et hauteur d'un son de Seconde
• Période temporelle et mesure à l'oscilloscope de Seconde
• Définition d'une onde mécanique progressive
• Ondes longitudinales et ondes transversales
• Célérité d'une onde mécanique
• Retard temporel tau d'une onde mécanique
• Ondes mécaniques périodiques et sinusoïdales
• Longueur d'onde : définition et relation fondamentale
• Points vibrant en phase et en opposition de phase
• Milieux dispersifs et non dispersifs
• Atténuation géométrique et par absorption d'une onde
• Niveau d'intensité sonore et échelle en décibels
• Bilan : Synthèse et méthode sur Ondes mécaniques progressives et périodiques