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Intensité sonore
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Équations
L' nergie qu'une onde sonore apporte au milieu dans lequel le son se propage correspond l' nergie cin tique des particules. Avec a vitesse des molécules ($u$) et a masse d'un volume du milieu ($m$) A vague d'énérgie ($E$), cela quivaut l' nergie cin tique :
$E=\displaystyle\frac{1}{2}mu^2$
a densité d'énergie ($e$) est obtenu en divisant a vague d'énérgie ($E$) par le volume avec des molécules ($\Delta V$), ce qui donne :
$e=\displaystyle\frac{E}{\Delta V}$
En introduisant a densité moyenne ($\rho$) comme :
$\rho=\displaystyle\frac{m}{\Delta V}$
on obtient la densit d' nergie :
A intensité sonore ($I$) peut tre calcul partir de a densité moyenne ($\rho$), a vitesse des molécules ($u$) et a concentration molaire ($c$) en utilisant
et comme a pression sonore ($p_s$) est d fini comme
il en r sulte que a intensité sonore ($I$) peut tre exprim en fonction de a pression sonore ($p_s$) par
Exemples
L'intensit est la puissance ( nergie par unit de temps, en joules par seconde ou watts) par unit de surface mise par une source.
Par cons quent, elle est d finie comme a intensité sonore ($I$), le rapport entre a puissance sonore ($P$) et a section Volume DV ($S$), donc c'est :
La a densité d'énergie ($e$) est obtenue partir de a densité moyenne ($\rho$) et a vitesse des molécules ($u$) comme suit :
A intensité sonore ($I$) peut tre calcul partir de a densité moyenne ($\rho$), a pression sonore ($p_s$) A concentration molaire ($c$) avec
Tout comme dans d'autres syst mes sensoriels humains, notre ou e est capable de d tecter des variations de pression sur une large plage $(10^{-5}-10^2 Pa)$. Cependant, lorsque nous percevons un signal doublant, cela ne correspond pas au double de la pression ou de l'intensit sonore, mais plut t au carr de ces grandeurs. En d'autres termes, notre capacit d tecter les signaux fonctionne sur une chelle logarithmique et non lin aire.
C'est pourquoi, a pression de référence ($L$) est indiqu non pas dans a intensité sonore ($I$) ou a intensité de référence ($I_{ref}$), mais dans le logarithme d cimal de ces grandeurs. En particulier, nous prenons la plus faible intensit sonore que nous pouvons percevoir, a intensité de référence ($I_{ref}$)
, et l'utilisons comme r f rence. La nouvelle chelle est d finie avec
La pression sonore que podemos detectar avec notre oreille, not e a pression de référence, eau ($p_{ref}$), est de $2 \times 10^{-5} Pa$.
Puisque a intensité sonore ($I$) est avec a pression sonore ($p_s$), a densité moyenne ($\rho$) et a concentration molaire ($c$), gal
un valeur de a intensité de référence ($I_{ref}$) peut tre calcul e en fonction de la valeur de a pression de référence, eau ($p_{ref}$) :
Cela est obtenu avec une densit de $1.27 , kg/m^3$ et une vitesse du son de $331 , m/s$ quivalent $9.5 \times 10^{-13} W/m^2$.
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