Deux des principales caractéristiques du son sont la hauteur et le volume.
Toutefois, pour mieux comprendre ce que sont la hauteur et le volume, nous devons d’abord analyser les caractéristiques des ondes sonores. Le son, en effet, se déplace sous forme d’ondes qui se distinguent essentiellement par trois qualités : la fréquence, la durée et l’amplitude (ou l’intensité).
Fréquence
La fréquence désigne le nombre d’oscillations effectuées par une onde dans une période de temps donnée. Dans le Système International, elle est mesurée en Hertz, en l’honneur du physicien allemand Heinrich R. Hertz qui a découvert cette caractéristique particulière. En particulier, le nombre d’oscillations effectuées par un objet en une seconde est pris comme référence. Les êtres humains peuvent entendre des sons dont la fréquence est comprise entre 20 Hz et 20 000 Hz. Les sons dont la fréquence est inférieure au seuil minimal sont appelés infrasons, tandis que ceux dont la fréquence est supérieure au seuil maximal sont appelés ultrasons (audibles, par exemple, par certains animaux).
Amplitude (ou intensité)
L’amplitude de l’oscillation est la caractéristique des ondes sonores qui détermine leur intensité. Le son, lorsqu’il se propage dans un milieu, transmet également une certaine quantité d’énergie. Chaque source acoustique, en émettant une onde, génère donc un certain niveau de puissance, qui permet de quantifier cette intensité sonore. La formule permettant d’identifier cette valeur est la suivante : I=P/S, où l’intensité du son I est égale au rapport entre P, la puissance acoustique, et S, la surface sur laquelle se propage l’onde acoustique. Notre oreille ne peut percevoir qu’une certaine plage d’intensité. Lorsque l’intensité maximale supportée par notre système auditif est franchie, des dommages permanents pourraient être causés aux organes présents à l’intérieur de nos oreilles. Cependant, comme nous le verrons dans les paragraphes suivants, il existe une autre unité de mesure reconnue qui permet de mesurer l’amplitude d’un son : le décibel.
Durée
Lorsqu’une onde acoustique revient au même niveau que son niveau de départ, on dit qu’elle a accompli une oscillation complète. Le temps qu’il lui a fallu pour réaliser cette oscillation est appelé durée. Cette caractéristique des ondes sonores est mesurée en secondes..
Fréquence et hauteur
Les ondes sonores sont produites par l’oscillation en avant et en arrière des particules dans un milieu. Selon la relation démontrée ci-dessus, un objet qui oscille 80 fois par seconde possède une fréquence de 80 Hz. La fréquence est considérée comme une caractéristique importante d’une onde sonore car nous percevons les différentes fréquences de manière différente. Un exemple simple concerne la différence entre la voix aiguë d’un enfant et la voix grave d’un homme. La netteté du son produit est déterminée par la fréquence du corps vibrant. Plus la fréquence du corps vibrant est élevée, plus sa tonalité est élevée. Un son aigu est perçu par nos oreilles comme pénétrant et strident, tandis qu’un son grave est profond et creux.
Amplitude et volume
L’amplitude des vibrations produites par une source acoustique détermine le niveau de volume du son généré par celle-ci. Plus l’amplitude est élevée, plus le volume du son généré sera élevé.
Les caractéristiques du son
Volume
Comme on vient de le dire, le niveau de bruit d’un son dépend de l’amplitude de la vibration qui produit ce son. Plus l’amplitude de la vibration est grande, plus le son qu’elle produit est fort. Le volume d’un son dépend également de la quantité d’air qui est mise en vibration. Le volume sonore est mesuré en décibels (dB).
Vous trouverez ci-dessous un tableau contenant quelques niveaux de volume exprimés en dB et la manière dont ils sont perçus par notre ouïe.
| Son | dB | Perception |
| Fusée qui décolle | 180-200 | Dommages auditifs instantanés |
| Moteur d’avion au décollage | 140 | Douloureux |
| Marteau pneumatique | 100 | Très gênant |
| Musique forte | 90 | Très gênant |
| Trafic intense | 80 | Agaçant |
| Conversation normale | 60 | Modéré |
| Chuchotement | 20 | Faible |
| Bruissement des feuilles | 10 | Très faible |
Tonalité
Parmi les caractéristiques du son, il y a également la hauteur. Voici ses caractéristiques :
- La netteté d’un son est définie comme la hauteur, qui, comme nous l’avons vu, est étroitement liée à la fréquence. Plus la fréquence d’un son est élevée, plus sa hauteur sera élevée. La voix féminine, par exemple, a généralement tendance à être plus haute que la voix masculine et, par conséquent, plus aiguë.
- Plus la vibration de la source sonore est rapide, plus sa fréquence et sa hauteur sont élevées.
- Une hauteur élevé implique un plus grand nombre de compressions et de réfractions passant par un point spécifique dans un laps de temps donné.
Timbre
L’une des principales caractéristiques du son est le timbre :
- Le timbre représente la qualité du son même, c’est-à-dire ce qui nous permet de distinguer les sons produits par des sources différentes.
- Plus le son émis a un timbre agréable, plus la qualité de ce son donné sera élevée.
- Un son à fréquence simple (appelé son pur) est appelé ton.
- Les différents instruments, selon leur forme et leur taille, produisent un nombre différent d’harmonies et de volumes distincts. Par conséquent, le son produit par un instrument peut être différent du son produit par d’autres.