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Problème — Le niveau d'intensité acoustique (Décibels)

Application directe du cours · niveau 2 · mathématiques (terminale), chapitre 4 — Fonction Logarithme Népérien

Énoncé

Problème — Le niveau d'intensité acoustique (Décibels). En acoustique, le niveau d'intensité sonore d'un son (en décibels, dB) est modélisé par la fonction :

est l'intensité physique du son (en W/m) et est l'intensité correspondant au seuil moyen d'audibilité humaine à la fréquence de 1 kHz.

Corrigé

En utilisant la formule du logarithme d'un quotient :

Doubler l'intensité sonore physique correspond donc bien à une augmentation constante d'environ 3 dB.

Comme et , on a . De plus, la fonction est strictement décroissante sur et le facteur est une constante strictement positive : la dérivée est donc elle-même strictement décroissante sur , et . Cela signifie que pour des intensités physiques déjà élevées, une même augmentation d'intensité physique produit une sensation d'augmentation sonore de plus en plus faible. L'oreille humaine protège ainsi le cerveau en compressant logarithmiquement les fortes variations de pression acoustique.

Mettre les deux échelles face à face rend le service du logarithme évident : douze puissances de dix, illisibles telles quelles, tiennent sur une règle graduée de à .

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