Cours #9 Flashcards
Les sons sont crées quand ?
Les sons sont créés lorsque les objets vibrent.
Les vibrations de l’objet font vibrer les molécules du milieu environnant, créant des changements de pression d’air.
Schéma de fluctuations de pression d’un son (À REVOIR AVEC LES NOTES EN CLASSE)
(il va arriver quoi avec la fréquence et l’amplitutde à mesure qu’on va s’éloigner d’une source sonore ?)
Le schéma des fluctuations de pression d’un son, distances de crête à crête, reste
de crête à crête, reste le même au fur et à mesure que l’onde sonore
s’éloigne de la source (A), mais l’ampleur de la de pression, la hauteur des crêtes par rapport à la profondeur des vallées, diminue avec l’augmentation de la distance (B).
XXX
Vibrations de membres qui vont faire des changements de pression. Une facon de visualiser ces changmeents de presison d’air cyclique = de use onde sinusoidale. Si son joué par haut parleur = pur
À mesure quon seloigne de la source sonore (membre du haut amplueyr), amplitutde de ces changements de pression va baisser en fction de la distance et la frequences. Frequences qui vont garder leur amplitutde + longtemps, alors que d’autres bloquées par certains matériaux
C’est quoi un son sinusoidal pur ?
- Une fréquence de 3000Hz veut dire quoi ? (et ça revient à …. et on parle alors de ?)
Une seule fréquence !
N.B. Une fréquence de 3000 Hz veut dire 3000 cycles complets en 1 s. Cela revient à dire 1 cycle en 1 / 3000 s = 0.00033 s (on parle alors de période).
XXX
Son pt être représenté comme onde sinusoidale.
Certaine frqeuence de pression dans l’air. Cette frequence, comme les frequences spatiales en vision, = exprimée par cycles / secondes.
300Hz = 3000 cycles par secondes.
1 cycle prend 1/3000 secondes. Ça = la periode.
Frequence important par cycle / seconde
Exemple video : rythme reste le mm, mais ampleur va changer.
Diapason : il se passe quoi qd le diapason vibre ?
- c’est quoi l’amplitude ?
Compression et expansion des molécules d’air produites
par la vibration du diapason
Amplitude : Représentation sinusoïdale des ondes de pression ci-dessus
XXX
Ex diapason. Vont ns donner refere pr 440Hz. Qd on cogne sur les lames se mettent à osciller et ces oscillations vont faire une compression et expansion des molecules d’air .
L’épaisseur ou la densité des lames du diapason va changer leurs frequences d’oscillations. + elles sont rigides, moi
Amplitude changée par la force à laquelle on frappe. Mais la frequence reste la mm
Si on frappe plus fort avec un diapason, il se passe quoi avec l’amplitude et la fréquence ?
Amplitude doublée ; fréquence identique à l’original
XXX
Si on frappe + fort, + grande amplitude de mouv. Amplitude de ces changemnts de pressio = affectée par plus grands changements.
Si on on fait bouger le diapason plus rapidement, il se passe quoi ?
Amplitude identique à l’original ; fréquence doublée
(on aura perception de note plus haute)
XXX
Si autre diapason ou la note =plus haute, fait de le frrapper fait que vibration des lammes + rapide et son avec frequence + grande. Nb de cycles / sec plus grand et notre perception de la hauteur / frequence serait qu’en presence de note plus haute.
Amplitude resterait la mm si on a robot mecanique, mais la frequence serait differente.
Un des deux aurait …?
Plus de cycle par seconde plus les lames oscillent rapidement.
Vitesses des ondes sonores
- Dépend de quoi ?
- Exemple ?
- Vitesse de la lumière (par rapport à celle du son)
Les ondes sonores voyagent à une vitesse particulière.
Dépend du médium.
Exemple : La vitesse du son dans l’air est d’environ 340 mètres/seconde, mais la vitesse du son dans l’eau est de 1 500 mètres/seconde.
Vitesse de la lumière = ~300 000 000 m/s dans l’air (~1 000 000 fois la vitesse du son)
XXX
Les ondes sonores voyagent à une certaine vitesse. Elle va dep du milieu environnant. Les ondes sonores vont voyager ds l’air 340 m/s.
Eau voyage bcp + vite.
Y’a des poissons qui vont use ces propriétés de vitesse de transmission ds eau pr faire de la geolocalisation.. Caapcité impressionnante pcq son qu’ils emettent voyage vite et cap de detecter zones
Phase de son
Un sinus possède une phase (un commencement, en quelque sorte), mais nous n’en parlerons pas beaucoup.
Fréquence def
- détermine quoi ?
- les humains peuvent entendre de …
Détermine principalement la hauteur (“pitch” en anglais) du son (p. ex. les différentes notes). Les humains peuvent entendre les fréquences entre 20 et 20 000 Hz.
La fréquence détermine aussi partiellement l’intensité (“loudness” en anglais) d’un son.
XXX
Sons purs ont certains parametres physiques. Tout sinus possede une phase.
On a appareil qui ns permet de reconnaitre plusieurs frequences
On a bonne capacit.é.
On a courbe/region de sensibilité en fonction de la frequence du son et de l’intensité
Amplitude son
- détermine quoi ?
- on le mesure cmt
- on peut discriminer des amplitudes variant entre…
Détermine partiellement l’intensité d’un son. On mesure l’amplitude d’un son en décibels (dB SPL). On peut discriminer des amplitudes variant entre 0 et 140 dB.
XXX
On va voir plus tard des exempls d’objets et leur niveau de edcibelles qu’ils vont genérer.
2 possibles unités de mesure du son
Hertz
Decibel
Hertz (Hz)
- unité de mesure de quoi ?
- 1Hz = quoi ?
Unité de mesure de la fréquence. 1 Hz équivaut à 1 cycle par seconde.
XXX
MM chose que qd on parle de frequence spatiale.
Décibel (dB)
- unité de mesure de quoi ?
- les décibels définissent quoi ?
Unité de mesure de l’intensité physique du son.
Les décibels définissent la différence entre deux sons comme le rapport entre deux pressions sonores.
XXX
On mesure en faisant rapport entre pression induite d’une source sonore et une constante (la pression minimale quon est cap de detecter à une certaine frequence). On a une fonction preferentielle de la relation entre frequence et amplitude. Y’a des zones où on est moins sensibles pour percevoir une frequence par rapport à une autre.
Équivalence de rapports de pressions acoustique
Chaque rapport de pression acoustique 10:1 équivaut à 20 dB et un rapport 100:1 équivaut à 40 dB.
XXX
On use echelle log pour representer les decibelles. Chaque rapport de pression acoustique 10/1 (ex 10 pascal pr 1 pascal),
Qualitées psychologiques des ondes sonores (2)
Intensité
Hauteur
L’intensité (en anglais Loudness (À REVOIR VIDEO CLASSE)
L’aspect psychologique du son lié à l’intensité perçue (amplitude).
XXX
Caracteristiques + psychologiques qui sont en lien avec notre perception (subjectif)
Lié à la percepion ! Qd on fait experience en audition, on ajuste intensité de son, pcq composition de deux sons pouvant varier, si on contrôle pas […..]
Generer ton pur à 1000Hz et normaliser psycho intensité de nos sons à 100)Hz, Avoir deux icones. Cliquer sur un, fait jouer 1000h. Cliquer 2e et demander aux participants d’ajuster pr que mm intensité que celle du son pur. On ecoute son pur et on ajuste intensité des autres sons.
Les conclusiosn quon pourra tirer vs activation cerebrale pourra pas êter biaisée par cette composante.
Comme on a courbe de sensibilité, nore oreille plus susceptible, deux so
Intesté= perception du volume qd on fait jouer deux sons.
Hauteur (en anglais Pitch)
: L’aspect psychologique du son lié principalement à la fréquence perçue.
XXX
Resulte de frequence fondamentale. Si en presence de son pur, on parle de frequence de son pur.
Association entre fréquence et hauteur
La fréquence est associée à la hauteur.
–> Les sons à basse fréquence correspondent à des sons graves.
—> Les sons à haute fréquence correspondent à des hauteurs élevées. (aigus)
L’ouie humaine utilise une gamme limitée de …
- Amplitude du son en Db est de combien ?
- p0 = quoi ?
- p = quoi ?
- p/p0 = quoi ?
- un Pascal = quoi ?
L’ouïe humaine utilise une gamme limitée de fréquences (Hz) et de niveaux de pression acoustique (dB).
L’amplitude du son en dB SPL est 20 * log(p / p0) —-> (Changement de pression)
p0 = pression minimale que l’on peut entendre (habituellement p0 = 20
* 10-6 Pa [20 micro Pa]; 1 Pa = 1 N / m2
p = pression du son
p / p0 = pression du son “standardisée”
XX
20 micro pascale. Pascal = univté de mesure de pression. 1 N/m2
Important de retenir quon normalise le changement de pression dans l’air resultant dans ?????
Deux raisons pourquoi on utilise l’échelle logarithmique dans on parle de pression (REVOIR CLASSE)
N.B. Il y a deux raisons pour utiliser cette échelle logarithmique :
(1) l’énorme étendue des pressions des sons qu’on peut entendre (1 ≤ p / p0 ≤ 10 000 000) et
(2) la correspondance approximative de cette échelle avec l’intensité, une mesure psychologique.
XXX
Pk on use echelle log ?
Cap de percevoir en terme de changement de perssion une etendue enorme. On pt perceptvoir des changements allant jusqua 10 millions…
Echelle vrm grande, donc permet de concentrer l’energie y’a ou y’a importants changements. Et aussi correspondance aprox entre echelle et l’intensité.
Ex 1M pr 1 = 1 120Db
10M pr 1 = 1 140 Db. Limite de ce quon est cap deperceoir
Exemples d’amplitudes des objets courants (Db)
- Et le IRMf, est-ce qu’on étudie l’audition avec ? le son émis par IRMf = cmb de decibelles ?
Feuilles arbre : 20
Biblio : 30-40
Buiness office : 60-70
Camion lourd : 90
Marteau piqueur : Au dessus de 100
Avion qui decole : 135 ish
XXX
Tof de study audition avec IRMF, pcq IRMF produit son vrm intensne quon pt attenuer avec casques qui cancellent le bruit et bouchons d’oreille.
Le son emis par IRMf= entre 120 et 130 decibelles. On pt ps faire IRMf si pas de bouchon/casque qui attenue le son. Avec bouchons pr pt attenue de 30 Db les sons
Si bon centre de recherche, cap de descendre entre 80-90 Db. Ont doit aussi faire jouer les sons ds casques d’ecouteurs avec amplitude qui va depasser son ds casque pr essayer d’avoir son quelquconque. Vrm compliqué de faire audition ds IRMf.
Interessant, mais plus compliqué que la vision.
Bang supersonique (À REVOIR AVEC VIDEO CLASSE)
(environ 155 dB SPL)
xxxxx
Qd on regarde des avions à reaction, bang supersonique.
Environ 155Db de pressio.
Le sonic boom d’un avion= qqchose qui se manifeste qd avion depasse la vitesse du son. Video : le concorde, avon commercial qui depassait vit du son.
XXX
Vitesse tlm grande que qd avion en contact avec air, on pt le voir à l’œil. Le changement de presson = tlmt impo, quon pt le percevoir visuellement
On entendrait pas nec le 155
Type de sons les plus simples
L’un des types de sons les plus simples sont les ondes sinusoïdales ou les sons purs.
Onde sinusoidale
- À quel pts elles sont courantes ds la vie de tt les jours ?
Forme d’onde dont la variation en fonction du temps est une fonction sinusoïdale.
Les ondes sinusoïdales ne sont pas courantes dans les sons de tous les jours car peu de vibrations dans le monde sont aussi pures
XXX
Pas courant ds envi naturel. Peu de vibrations aussi pures que onde sinusio. Majorité du temps, presence de sons complexes qui sont melange de certaine qté de frequences.
- La plupart des sons dans le monde sont quel types de son ?
- Les ondes peuvent être décrites comme quoi ?
- Les sons complexes sont mieux décrits comme quoi ?
La plupart des sons dans le monde sont des sons complexes.
Néanmoins, toutes les ondes sonores peuvent être décrites comme une combinaison d’ondes sinusoïdales:
—> Analyse de Fourier
Les sons complexes sont mieux décrits comme un spectre qui affiche la quantité d’énergie présente dans chacune des fréquences du son.
XXX
Decrit comme spectre. Spectre va afficher qté d’energie presente à chacue des frequences du sons. Analyse de fourier decompense son en frequences relatives et spectre va ns donner aussi l’energie presente pr chacune de ces frequences.
Qu’est-ce que le son, exemple de graphique avec les analyses de Fourier . Que représentent les lignes A,B,C ?
A) Ds les exempels, en haut à gauche = son pur, onde simul.
À droite, on voit le spectre et energie à une seule frequence pr ce son pur.
B) Son pur, avec frequence donnée. C) Combinaison des deux tons pur (A et B). Et on a onde qui n,est plus sinusoidae. Qd on fait analyse spectrale de ce son, ca ns donne energie à la 1erfe freq et energiqe àà la 2e freq qui compose ce son compelxe. Si on additionne, eventuellement spectre composé de plus en plus de freq comme illsutré en bas à gauche.
Ce que analyse de fourir ns permet = de prendre ce son et de retrouver les ondes sinusoidales qui le composent. Retrouver à partir de ce son B et A et l’intensité ou énergie pr ces deux frequences ds notre son complexe.
Spectre harmonique
- def
- généralement causé par quoi
Le spectre d’un son complexe dans lequel l’énergie est à des multiples entiers de la fréquence fondamentale.
Généralement causé par une simple source vibrante (par exemple, une corde de guitare …)
XXX
Si on gratte une corde de guitare, va generer son complexe. On va faire analyse spectrale, on aura energie à une frequence (rfreq fondamentale) et energie à des frequences, multiples entiers de cette freq fondamentale.
On joue guitare la corde MI. On a son complexe generé. Ce son, pr avoir freq fondamentale donnée, composition spectrale quelquconque, qcequi fait que si on produisait la mm note (ex avec harpe), on percoit pas exact la mm chose : cest le timbre !
Fréquence fondamentale def
La composante de fréquence la plus basse d’un son périodique complexe.
Timbre :
- def
- la qualité du timbre est véhiculée par quoi ?
La sensation psychologique par laquelle un auditeur peut juger que deux sons avec le même volume et la même hauteur sont différents.
La qualité du timbre est véhiculée par les harmoniques et autres hautes fréquences.
Enveloppe spectrale et timbre
- Pourquoi les sons harmoniques ayant la même fréquence fondamentale peuvent sonner différemment ?
Les sons harmoniques ayant la même fréquence fondamentale peuvent sonner différemment parce que les amplitudes des composantes de fréquence individuelles sont différentes, ce qui donne des formes spectrales différentes. Par exemple, différents instruments de musique jouant la même note (la même fréquence fondamentale, abrégée f ) produisent des sons différents. C4 = do moyen.
L’intensité (“loudness”)
- est partiellement liée à quoi ?
Est partiellement lié à l’amplitude (suivant la définition du dB) et à la fréquence d’un son.
XX
+ amples sont mouv d’une source sonore, plus amples seront les changements de pression ds air
La hauteur (“pitch”)
- est liée à quoi ?
- on dit de deux sons séparés d’une octave que…
La hauteur est lié à la fréquence fondamentale d’un son périodique (autrement c’est plus compliquée).
On dit de deux sons séparés d’une octave (c’est-à-dire quand la fréquence double) qu’ils ont le même tonalité (la même note).
XX
Deux sons = mm toalité mm si séparés d’une octave. Deux LA, mais deux frequences differences
Le timbre
- Est ce qu’il manque pour expliquer…
Est ce qu’il manque pour expliquer la différence entre deux sons de même hauteur et de même intensité (p. ex. l’ énergie des harmoniques 2, 3, etc.).
XX
Ce qui explique diff entre deux sons avec la mm hauteur et la mm intensité. Intensité des intensités differente pr differentes sources sonores.
Porté de l’audition humaine
Humain peut entendre des fréquences allant de …
- à quelle fréquence notre oreille est la plus sensible ?
- 1)à partir de quand on ressent de la douleur ET 2) à partir de quand que c’est à risque
- ce qu’on va entendre va changer en fonction de quoi
L’homme peut entendre des fréquences allant d’environ 20 à 20 000 Hz dans une très large gamme d’intensités ou de niveaux de pression acoustique (dB SPL, où dB = décibels).
Fréquence oreille la plus sensible : 1000 Hz
XXXX
Noter système auditif ne percoit pas tt les sons / fre/ amplitude.
Ici, courbe de sensbilité. Graph qui ns presente les Db en fcton des freq.
Courbe rouge = courbe qui montre à partir de quels Db on percoit de la douleur si on joue son. 140 nb = douleur
Mauve (120 Db) qd cest à risque. Prob d’autidion,e ndomger tympan…
Bleu : ce quon etend . Va changer avc age, avc exposition repetitive de sons à grande intensité.
1000 Hz n= notre oreille est la plus sensible. Et ds cette reigon qu’est contenue la voix humaine
XXX
Notre oreille est plus sensible à certanes freq que d’autres.
Ausis en fction de l’intensité. Ici, portée de audition humaine. Sur axe des Y, les decibelles. Sur X, la frequence en Hz.
Ce qui gris = on l’entend pas.
Ce qui bleu = la pression sonore minimale qu’on entend. Frequence autour de 2000 quelques Hertz.
Ds la region bleu, portée qu’on entend. Tt ce qui à l’intérieur de ca = la musique et voix.
Ce que ca monter = que pr certaines freq, on a besoin de moins grande intensité pr les perevoir ou que percevoir frequences avec une plus grande étendue d’intensité que d’auters.
Voix humaine. = contrée autour de ??? Db
Frequences calculée de voie humaines peuvent varier entre 100 Hz t 5000 Hz. Ces frequences sont freq auxquelles notre oreille sensible. Pas étonnant considerant que voix humaine = notre source de communication auditive principale. Avec parole vient le lng
LIGNE BLEUE ET ROUGE.
Montrent des niv de decibels qui peuvent comporter des risques physio pr appareil auditif et à des pressions + elevée de 130-140 Db, on atteint le seuil de la douleur.
Comment les sons sont-ils détectés et reconnus par le système auditif ?
- évolution du sens de l’ouie
- capacités auditives de certains animaux vs les humains
Le sens de l’ouïe a évolué au cours de millions d’années.
De nombreux animaux ont des capacités auditives très différentes.
Par exemple:
—> les chiens peuvent entendre des sons à plus haute fréquence que les humains;
—-> les éléphants peuvent entendre des sons à plus basse fréquence que les humains.
XXX
C’est du à l’évolution de leur appareil auditif (oreille externe, interne, etc)
Une des premieres sutrcutes entre humain, chien et elephant = oreille externe (pavillon).
Forme de oreille va concentrer certaine freq donc déjà ya certaines freq qui passent et d’autres frequences non
