Le son et l'audition : exercices corrigés de CAP

Le son est d'abord capté par le pavillon, la partie visible de l'oreille. ²

Il entre ensuite dans le conduit auditif externe. ²

Au bout du conduit, le son fait vibrer le tympan. ²

Les osselets (marteau, enclume, étrier) transmettent la vibration, et l'étrier touche la fenêtre ovale, entrée de l'oreille interne. ²

Dans l'oreille interne, la vibration devient un signal électrique : les impulsions partent sur le nerf auditif. ²

Elles sont analysées dans l'aire auditive du cortex cérébral. ²

Réponse 1 : pavillon, conduit auditif externe, tympan, osselets, nerf auditif, cortex auditif.

Réponse 2 : les osselets se trouvent juste derrière le tympan, dans l'oreille moyenne. ²

Réponse 3 : le pavillon capte les ondes sonores et les envoie vers le conduit auditif externe. ²

Donnée : la période est $T = 4\ \text{ms}$. On convertit : $T = 4 \times 0{,}001 = 0{,}004\ \text{s}$.

On écrit la formule qui relie la fréquence à la période : $f = \dfrac{1}{T}$.

On remplace : $f = \dfrac{1}{0{,}004}$.

On calcule : $f = 250\ \text{Hz}$.

On vérifie : une période de 0,004 s signifie qu'il y a 250 répétitions en une seconde, ce qui correspond bien à 250 Hz.

Donnée : $f = 800\ \text{Hz}$, ce qui veut dire 800 répétitions par seconde.

On écrit la formule : $T = \dfrac{1}{f}$.

On remplace : $T = \dfrac{1}{800}$.

On calcule : $T = 0{,}00125\ \text{s}$.

On convertit pour mieux se représenter la durée : $0{,}00125\ \text{s} = 1{,}25\ \text{ms}$.

On identifie les données : vitesse du son $v = 340\ \text{m/s}$ et durée du trajet du son $t = 3\ \text{s}$.

On explique pourquoi on utilise le délai : la lumière est considérée comme instantanée, donc le temps compté correspond uniquement au voyage du son.

On écrit la formule : $d = v \times t$.

On remplace : $d = 340 \times 3$.

On calcule : $d = 1\,020\ \text{m}$.

On convertit : $1\,020\ \text{m} = 1{,}02\ \text{km}$.

Données : $v = 340\ \text{m/s}$ et durée totale $t = 0{,}5\ \text{s}$.

Le son parcourt un aller-retour. La distance totale parcourue vaut $D = v \times t = 340 \times 0{,}5 = 170\ \text{m}$.

Cette distance est parcourue deux fois : une fois à l'aller, une fois au retour.

La distance jusqu'au mur est donc $d = \dfrac{D}{2} = \dfrac{170}{2}$.

On calcule : $d = 85\ \text{m}$.

Données : niveau à l'entrée $60\ \text{dB}$, gain du conduit $+10\ \text{dB}$ pour un son proche de 4 kHz. ²

Un gain s'ajoute au niveau : $N_{\text{sortie}} = 60 + 10$.

On calcule : $N_{\text{sortie}} = 70\ \text{dB}$.

Question 2 : le niveau passe de 60 dB à 70 dB. Le son est donc renforcé, pas affaibli : il arrive mieux jusqu'à l'oreille moyenne.

Question 3 : l'oreille externe regroupe le pavillon et le conduit auditif externe. ²

Données : $N = 5$ périodes pendant $\Delta t = 10\ \text{ms} = 0{,}010\ \text{s}$.

On cherche la durée d'une seule période : $T = \dfrac{\Delta t}{N} = \dfrac{0{,}010}{5}$.

On calcule : $T = 0{,}002\ \text{s}$, soit $2\ \text{ms}$.

On en déduit la fréquence : $f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{0{,}002}$.

On calcule : $f = 500\ \text{Hz}$.

Contrôle rapide : 5 périodes en 0,010 s donnent $\dfrac{5}{0{,}010} = 500$ périodes par seconde, ce qui confirme le résultat.

On compare : $1\,000\ \text{Hz} > 500\ \text{Hz}$, donc le second signal est le plus aigu.

Situation A : la sirène produit un signal sonore.

Situation B : le voyant clignotant produit un signal lumineux.

Situation C : le message voyage entre les deux radios sous forme de signal radio ; il ressort ensuite par un haut-parleur sous forme de signal sonore. Les types de signaux à savoir caractériser sont lumineux, sonores et radio. ¹

Situation D : le mot qui convient est la presbyacousie, c'est-à-dire la diminution normale de l'acuité auditive due au vieillissement. ²

Les deux autres mots ne correspondent pas à cette baisse normale : la surdité est un écart plus marqué par rapport à une audition normale, et les acouphènes désignent un autre trouble dont certains patients se plaignent. ²

Question 3 : parmi les causes recherchées, on trouve les causes infectieuses, traumatiques et environnementales. ²

Question 4 : on définit une audition normale pour pouvoir repérer les écarts. Des examens précoces permettent de détecter ces problèmes avant qu'ils ne s'aggravent. ²