Synthèse de Cours Officielle • CAP

Acoustique, Bruit & Optique

Ondes sonores, seuils de bruit en dB, vitesse de la lumière et lois de la réflexion/réfraction.

I L'Onde Sonore & Domaine Audible

Nature & Caractéristiques du Son

Le son est une vibration mécanique de la matière. Il nécessite un milieu matériel (air, eau, métal) pour se propager et **ne se propage pas dans le vide**.

• Vitesse du son dans l'air : $v \approx 340\text{ m/s}$ (à 20°C).

• Fréquence $f$ et Période $T$ : $f = \frac{1}{T}$ avec $f$ en Hertz (Hz) et $T$ en secondes (s).

Spectre Audible Humain : de $20\text{ Hz}$ (sons graves) à $20\,000\text{ Hz}$ (sons aigus)

II Niveau Sonore & Seuils Réglementaires

L'Échelle des Décibels (dB)

Le niveau d'intensité sonore $L$ se mesure avec un **sonomètre** et s'exprime en **décibels (dB ou dB(A))**.

0 dB Seuil d'audibilité

80 dB Seuil de vigilance

85 dB EPI obligatoires

120 dB Seuil de douleur

Règle d'addition logarithmique : Lorsque l'on double la source sonore, le niveau sonore augmente de **$+3\text{ dB}$** ($80\text{ dB} + 80\text{ dB} = 83\text{ dB}$).

III Propagation Rectiligne de la Lumière

1. Principe de Propagation

Dans un milieu transparent et homogène (air, eau claire, vide), la lumière se propage **en ligne droite**. Un faisceau lumineux est modélisé par un rayon rectiligne muni d'une flèche indiquant le sens de propagation.

2. Vitesse de la Lumière

La lumière se déplace dans le vide et l'air à la vitesse phénoménale :

$$c = 300\,000\text{ km/s} = 3 \times 10^8\text{ m/s}$$

IV Lois de l'Optique Géométrique

Réflexion vs Réfraction

• Réflexion (Miroir) : Le rayon incident rebondit dans le même milieu avec un angle de réflexion égal à l'angle d'incidence : $i_1 = r$.

• Réfraction (Dioptre Air/Verre/Eau) : Le rayon traverse et change de direction selon la loi de Snell-Descartes : $n_1 \sin(i_1) = n_2 \sin(i_2)$.

Synthèse Mémorisation • Formulaire A4 CAP

Acoustique

$f = \frac{1}{T}$ (Hz)
$v_{\text{son}} = 340\text{ m/s}$

Audible : 20 Hz - 20 000 Hz

Niveau Sonore

Sonomètre en dB
$80\text{ dB} + 80\text{ dB} = 83\text{ dB}$

Danger : 80 dB | EPI : 85 dB

Optique

$c = 300\,000\text{ km/s}$
Réflexion & Réfraction

Propagation rectiligne