Signaux sonores et information

Classer ces sons : audible / infrason / ultrason ?

1. f = 10 Hz
2. f = 440 Hz (la du diapason)
3. f = 30 000 Hz
4. f = 18 000 Hz

Au stade, le starter tire un coup au pistolet en ligne de départ. Un spectateur, placé à 100 m de la ligne, voit la fumée et entend ensuite le « bang ».

1. Combien de temps après la fumée entend-il le bang ? (v_son = 340 m/s)
2. Voit-il la fumée instantanément ? Justifier.
3. Un chronométreur manuel placé à la ligne d'arrivée doit-il déclencher son chronomètre quand il voit la fumée ou quand il entend le bang ? Justifier.

Sur une fiche technique de casque on lit :

• Bande passante : 20 Hz – 20 000 Hz
• Sensibilité : 105 dB / mW
• Niveau sonore max : 100 dB

1. Que signifie la bande passante 20 Hz - 20 000 Hz ? Est-elle adaptée à l'oreille humaine ?
2. À 100 dB, peut-on écouter longtemps ? Que dit la réglementation ?
3. Citer un risque irréversible d'une écoute trop forte trop longtemps.

En échographie, une sonde émet des ultrasons de fréquence f = 3,5 MHz qui pénètrent dans le corps. Les échos sont mesurés. v_son(tissu) ≈ 1540 m/s.

1. Pourquoi parle-t-on d'ultrasons ?
2. Convertir 3,5 MHz en Hz.
3. Pour une structure située à 8 cm sous la peau, calculer la durée aller-retour Δt de l'ultrason.
4. L'échographie est-elle sans danger comparée aux rayons X ? Justifier.
5. Citer un autre usage médical ou industriel des ultrasons.