Timbre d'un son musical et signaux complexes

Seconde générale · Physique-Chimie 2nde

À retenir

• Le timbre permet de distinguer deux instruments jouant la même note avec la même intensité. • Même note : même période T et même fondamental f_1 ; timbres différents : formes de signal différentes. • Le timbre dépend du nombre d'harmoniques et de leurs amplitudes relatives. • Un son pur (diapason) ne contient qu'une seule fréquence, sans harmonique.

Le cours

Timbre d'un son musical et signaux complexes Le timbre est la qualité acoustique qui permet à l'oreille humaine de distinguer deux instruments de musique (ou deux voix) jouant la même note avec la même intensité sonore : • Origine physique du timbre : Bien que deux instruments jouant la même note aient la même période T et le même fondamental f_1, leurs représentations temporelles u(t) ont des formes différentes. • Composition spectrale : On admet que tout signal périodique non sinusoïdal peut être décrit comme la somme d'un son pur fondamental (f_1) et d'harmoniques (f_n = n f_1). Le timbre dépend : - Du nombre d'harmoniques présents. - De l'amplitude relative de chaque harmonique par rapport au fondamental. • Un diapason ne produit qu'une seule raie (aucun harmonique : son pur, timbre neutre). Une clarinette, un violon ou une trompette génèrent de multiples harmoniques aux proportions d'amplitudes caractéristiques. Astuce et méthode clé Même hauteur = même période T. Timbre différent = forme temporelle différente et spectre d'harmoniques différent. Piège classique à éviter Ne pas confondre la hauteur (liée à la fréquence du fondamental) et le timbre (lié au contenu et aux proportions des harmoniques).

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