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Comment les haut-parleurs génèrent-ils du son ? Sous-question : pourquoi est-ce que les petits écouteurs ne peuvent généralement pas produire de sons de basse puissants par rapport aux haut-parleurs plus gros ? Explique comme si j'avais cinq ans.
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Le son est le résultat de vibrations. Tout ce que nous touchons est entouré d'air. Prenez votre chat par exemple. Il est entouré d'air. S'il veut bouger, il doit repousser l'air pour se faire de la place. Ainsi, si le chat remue sa queue une fois, sa queue repoussera l'air pour faire de la place. L'air se précipitera également pour prendre la place où se trouvait sa queue. Maintenant, au lieu que tout l'air de la pièce se réarrange immédiatement pour faire de la place à la nouvelle position du chat, l'air le plus proche de la queue du chat va se resserrer comme un ressort alors que la majeure partie de l'air reste immobile. Mais ensuite, l'air comprimé doit se répandre à nouveau, donc il va pousser plus d'air hors du chemin pour se dilater. Maintenant, l'air près de la queue du chat est à nouveau étalé, mais nous avons plus d'air comprimé plus loin qui doit également se dilater et il va pousser plus d'air hors du chemin. C'est ce qu'on appelle une onde de compression et elle continuera à se déplacer dans la pièce jusqu'à ce que tout l'air de la pièce soit réparti aussi uniformément que possible. Imaginez maintenant que le chat remue vraiment la queue. C'est une forme de vibration. La queue du chat va créer une onde de compression à chaque mouvement. S'il remue assez vite, vous pourriez avoir plusieurs ondes de compression dans l'air en même temps. Si sa queue remue TRÈS vite, les ondes de compression se rapprochent vraiment, et s'il remue plus lentement, les ondes de compression s'éloignent. La vitesse du remue-ménage – la vitesse de vibration – est appelée « fréquence » et la distance entre les ondes de compression est appelée « longueur d'onde ». Lorsque ces ondes de compression de la queue atteignent nos tympans, elles font vibrer nos tympans à la même fréquence que la queue du chat. Cette vibration est canalisée de nos tympans vers notre oreille interne où les cellules nerveuses interprètent les vibrations comme des signaux « électriques » vers notre cerveau. Si la queue du chat vibrait assez vite et poussait suffisamment d'air, notre cerveau recevrait le signal des vibrations et interpréterait le signal comme un son. Lorsque la fréquence est élevée, nous entendons des bruits aigus provenant d'objets tels que des flûtes ou des tweeters, et lorsque la fréquence est faible, nous entendons des bruits graves provenant d'objets tels que des grosses caisses et des subwoofers. Un microphone fonctionne de la même manière que nos oreilles et notre cerveau - les ondes de compression de la queue du chat déplacent un diaphragme (une fine couche de matériau similaire à nos tympans) et le diaphragme vibre à la même vitesse que celui de notre chat. queue . Le diaphragme est relié à un fil enroulé, donc quand le diaphragme bouge, la bobine bouge avec lui. Lorsque vous déplacez la bobine sur un aimant, cela crée de l'électricité, que nous utilisons comme signal électrique pour représenter le son. Un haut-parleur fonctionne comme un microphone à l'envers : il y a un diaphragme, un aimant et une bobine. Mais dans ce cas, nous renvoyons le signal électrique à la bobine où il crée un champ magnétique et pousse ou tire contre l'aimant. Comme la bobine pousse et tire, elle commence à bouger et puisque le diaphragme est attaché, le diaphragme bouge avec lui. Alors maintenant, le diaphragme se déplace à la même vitesse que le son original de la queue du chat, créant des ondes de compression qui sont TRÈS similaires aux ondes de compression originales de la queue du chat. La raison pour laquelle les petits écouteurs ne peuvent pas produire beaucoup de basses puissantes est la taille des haut-parleurs. Chaque fois que le haut-parleur bouge, il déplace une certaine quantité d'air. La quantité d'air qu'un haut-parleur peut déplacer est déterminée par le diamètre du haut-parleur et la distance qu'il peut parcourir (excursion). À mesure qu'un son baisse en fréquence, nous devons déplacer plus d'air pour l'entendre au même volume. Ainsi, les hautes fréquences peuvent être jouées par des haut-parleurs de petits diamètres et de petites excursions (tweeter de 1 pouce avec une excursion d'un demi-millimètre), tandis que les basses fréquences doivent être jouées par de grands haut-parleurs avec de grandes excursions (woofer de 8 pouces avec une excursion d'un demi-pouce).