📘 L’intensité sonore et l’effet Doppler

L’intensité sonore mesure l’énergie transportée par une onde sonore. L’effet Doppler est la modification de la fréquence perçue due au mouvement relatif de la source et du récepteur.

📐 I. Intensité sonore et niveau sonore

Intensité sonore I : Puissance transportée par unité de surface (W·m⁻²).

Niveau d’intensité sonore L (en décibels dB) :

L = 10 × log(I / I₀)

Avec I₀ = 10⁻¹² W·m⁻² (seuil d’audibilité à 1000 Hz).

Propriété : Si l’intensité I est doublée, le niveau L augmente de 3 dB.

📐 II. Atténuation du son

Atténuation géométrique : Pour une source émettant dans toutes les directions, l’intensité diminue quand on s’éloigne :

I = P_source / (4πr²)

Atténuation par absorption : Réduction de l’intensité lors de la traversée d’un milieu matériel (isolants phoniques).

📐 III. Effet Doppler

L’effet Doppler est le décalage de fréquence mesuré par un récepteur lorsque la distance qui le sépare de la source varie au cours du temps.

Modification de la fréquence perçue :

• La source s’approche : La longueur d’onde perçue est plus courte, la fréquence est plus élevée (le son est plus aigu).
• La source s’éloigne : La longueur d’onde perçue est plus longue, la fréquence est plus basse (le son est plus grave).

Décalage Doppler (Δf) : Pour une vitesse de source v_s très inférieure à la vitesse du son v, on utilise :

Δf / f = v_s / v

💡 À retenir

• Niveau sonore : L = 10 log(I / I₀).
• Le son s’atténue avec la distance (en 1/r²).
• Effet Doppler : Aproche = plus aigu / Éloignement = plus grave.
• Applications : Mesure de vitesse (radars), médecine (imagerie Doppler), astrophysique (vitesse des étoiles).