Chloé au concert
Relation entre niveau sonore et distance à la source
Ebene :
Lycée
Autor:
FizziQ
Objectif pédagogique :
Cette activité permet aux élèves de comprendre la relation entre niveau sonore et distance à la source. Elle sensibilise aux risques auditifs liés à l'exposition à des niveaux sonores élevés.
Concepts abordés :
Propagation du son; Échelle logarithmique des décibels; Relation entre puissance sonore et distance; Santé auditive; Risques liés aux sons de forte intensité
Description de l'activité :
L'élève utilise deux smartphones pour mesurer l'impact de la distance sur le niveau sonore: l'un émet un bruit blanc via la bibliothèque de sons de FizziQ tandis que l'autre mesure le niveau de bruit à différentes distances. En comparant les mesures et en analysant les différences observées l'élève vérifie si l'affirmation initiale est correcte et réfléchit aux implications en termes de santé auditive.
Matériel requis :
Deux smartphones avec l'application FizziQ; Un espace calme pour les mesures; Un mètre ruban pour mesurer précisément les distances; Cahier d'expérience FizziQ
Eclairage scientifique
La propagation du son dans l'air suit la loi du carré inverse: l'intensité sonore diminue proportionnellement au carré de la distance à la source. Cette relation s'explique par la dispersion sphérique de l'énergie sonore à partir de la source ponctuellement émettrice. Pour une source omnidirectionnelle, la puissance P se répartit sur la surface d'une sphère de rayon r, donc l'intensité I = P/(4πr²). Cependant, nous percevons et mesurons le son selon l'échelle logarithmique des décibels: L = 10log(I/I₀). Par conséquent, lorsque la distance triple, l'intensité est divisée par 9 (3²), ce qui correspond à une réduction d'environ 9,5 dB. Cette différence est significative puisqu'une augmentation de 10 dB est perçue comme un doublement du volume sonore. Le niveau de risque auditif commence à partir de 85 dB pour une exposition prolongée, et chaque augmentation de 3 dB double la puissance sonore. Dans un concert, les niveaux peuvent atteindre 100-110 dB près des enceintes, bien au-delà du seuil de douleur (120 dB). L'utilisation du microphone du smartphone avec FizziQ permet d'obtenir des mesures fiables d'intensité sonore relative, même si les valeurs absolues peuvent varier légèrement selon les modèles.