Puissance acoustique et intensité acoustique surfacique
Première générale Spé · Enseignement Scientifique 1ère
À retenir
• La puissance acoustique P d'une source sonore (en watts, W) est l'énergie sonore globale émise par cette source par unité de temps. • L'intensité acoustique I est la puissance sonore reçue par unité d'aire perpendiculaire à la direction de propagation de l'onde. Elle s'exprime en watts par mètre carré (W/m^2 ou Wm^-2) : I = P/S • Dans le cas d'une source sonore isotrope ponctuelle rayonnant uniformément dans tout l'espace libre (onde sphérique en 3 dimensions), la surface d'onde à la distance r de la source est la surface d'une sphère de rayon r : S = 4 r^2. • L'intensité acoustique décroît donc avec le carré de la distance : I(r) = P/4 r^2 • Si la source rayonne au-dessus d'un sol parfaitement réfléchissant (demi-espace, hémisphère), l'aire vaut S = 2 r^2 et I = P / (2 r^2).
Le cours
Puissance acoustique et intensité acoustique surfacique • La puissance acoustique P d'une source sonore (en watts, W) est l'énergie sonore globale émise par cette source par unité de temps. • L'intensité acoustique I est la puissance sonore reçue par unité d'aire perpendiculaire à la direction de propagation de l'onde. Elle s'exprime en watts par mètre carré (W/m^2 ou Wm^-2) : I = P/S • Dans le cas d'une source sonore isotrope ponctuelle rayonnant uniformément dans tout l'espace libre (onde sphérique en 3 dimensions), la surface d'onde à la distance r de la source est la surface d'une sphère de rayon r : S = 4 r^2. • L'intensité acoustique décroît donc avec le carré de la distance : I(r) = P/4 r^2 • Si la source rayonne au-dessus d'un sol parfaitement réfléchissant (demi-espace, hémisphère), l'aire vaut S = 2 r^2 et I = P / (2 r^2). Astuce et méthode clé Lorsque la distance à la source est multipliée par 2, l'aire de la sphère est multipliée par 2^2 = 4, et l'intensité acoustique I est divisée par 4. Piège classique à éviter Ne confonds pas intensité acoustique I (en W/m^2) et niveau d'intensité sonore L (en décibels, dB).
Dans ce chapitre
- Signaux analogiques et conversions de capteurs de Seconde
- Notion de puissance et d'énergie d'un signal de Seconde
- L'oreille et la perception auditive de base de Seconde
- Numérisation d'un son : échantillonnage temporel et théorème de Shannon-Nyquist
- Numérisation d'un son : quantification en amplitude et résolution en bits
- Taille d'un fichier audio non compressé et débit binaire
- Compression audio sans perte (lossless) et avec perte (lossy)
- Puissance acoustique et intensité acoustique surfacique
- Niveau d'intensité sonore en décibels (dB) et échelle logarithmique
- Addition de plusieurs sources sonores incohérentes en intensité et dB
- Atténuation géométrique en espace libre et atténuation par absorption
- Anatomie et fonctionnement de l'oreille humaine (tympan, osselets, cochlée)
- Lésions de l'appareil auditif, acouphènes et surdité précoce
- Bilan : Synthèse et méthode sur Son numérisé, transmission et audition humaine