Acoustique d’une salle (2)

La diffraction des ondes lumineuses a été traitée en première partie de l'exercice. Ensuite, il s'agit d'étudier l'analogie avec les ondes sonores et l'acoustique d'une salle de concert. On nous donne les fréquences f1 = 200 Hz (sons graves) et f2 = 1 kHz (sons aigus) que l'élève perçoit mieux. On doit exprimer la longueur d'onde lambda en fonction de la vitesse du son Vson et de la fréquence f. On obtient lambda = Vson / f. En utilisant cette formule, on détermine les longueurs d'onde lambda1 = 1,70 m et lambda2 = 0,340 m correspondant aux fréquences f1 et f2. Ensuite, on doit choisir parmi les positions A, B et C celle qui correspond le mieux à la situation décrite par l'élève lors du concert. L'élève perçoit mieux les graves que les aigus, donc il faut trouver une position où les graves passent et pas les aigus. On utilise le concept de diffraction, en sachant que la diffraction est plus importante lorsque la largeur de l'obstacle (ici, un pilier) est proche de la longueur d'onde. Comme la fréquence f1 a une plus grande longueur d'onde que f2 et que la largeur du pilier est du même ordre de grandeur que la longueur d'onde, les graves seront plus diffractés que les aigus. En position A, il n'y a pas de diffraction, donc on reçoit les graves et les aigus. En position B, quelle que soit l'angle de diffraction, on est dans une zone où l'on reçoit le son, comme pour la lumière dans une tâche de diffraction lumineuse. En position C, les graves sont plus diffractés, ce qui pourrait expliquer pourquoi l'élève perçoit mieux les graves que les aigus. Donc la position C correspond le mieux à la situation décrite par l'élève. Il est important de bien manipuler les connaissances sur les ondes lumineuses et de faire une analogie avec les ondes sonores pour résoudre cet exercice. Cet exercice permet de s'entraîner et de réviser pour le bac de physique.