Chapitre 12 : ÉMISSION ET PERCEPTION D’UN SON Activité expérimentale n°10

CORRECTION Comment différencier des sons musicaux ? Pour cette séance, je propose d’utiliser AUDACITY, qui permet d’enregistrer très facilement les sons, puis de zoomer très simplement jusqu’à voir apparaître le motif élémentaire. Les sons sont disponibles dans P : Ressources, au format MP3. Ils peuvent donc être enregistrés par le biais du micro, ou bien ouverts directement dans AUDACITY sans enregistrement. Pour éviter le « bazar sonore » qui va user nos nerfs, Je suggère que les élèves enregistrent les sons diffusés par le professeur à la demande. Ça évite la superposition des sons et des notes, qui oblige à recommencer maintes fois. Ces enregistrements peuvent être réalisés pour répondre la première problématique. Pour les autres problèmes, les élèves peuvent ouvrir directement les sons, sans avoir à enregistrer, ce qui permet de gagner du temps. Du moins je l’espère. Problématique : Quel est le lien entre les sensations auditives et les grandeurs physiques mesurables ? En cadeau :

PROBLEME 1 : Choisir un (ou plusieurs) son(s) qu’il faudrait enregistrer et analyser afin de répondre à la question : « De quelle grandeur physique dépend la hauteur d’un son ? » Il faut choisir des sons pour lesquels seule la hauteur du son varie, toutes choses égales par ailleurs. Il faut donc choisir trois notes différentes jouées par le même instrument. Par exemple : Do orgue – Ré orgue – Mi orgue. Ou bien avec la trompette, ou le saxo. Do3 ORGUE D’abord, sélection sur 25 ms (de 1,000 s à 1,025 s dans mon cas) pour voir apparaître un peu plus de 5 périodes. Zoom vertical entre – 0,5 et + 0,5 pour le repérage des pics similaires. Ensuite, sélection de 5 périodes (demander l’affichage de la durée de la sélection) Ici : 5xT = 19 ms T = 3,8 ms f = 2,6·102 Hz

Ré3 ORGUE D’abord, sélection sur 25 ms (de 1,000 s à 1,025 s dans mon cas) pour voir apparaître un peu plus de 5 périodes. Zoom vertical entre – 0,5 et + 0,5 pour le repérage des pics similaires. Ensuite, sélection de 5 périodes (demander l’affichage de la durée de la sélection) Ici : 5xT = 17 ms T = 3,4 ms f = 2,9·102 Hz

Mi3 ORGUE D’abord, sélection sur 25 ms (de 1,000 s à 1,025 s dans mon cas) pour voir apparaître un peu plus de 5 périodes. Zoom vertical entre – 0,5 et + 0,5 pour le repérage des pics similaires. Ensuite, sélection de 5 périodes (demander l’affichage de la durée de la sélection) Ici : 5xT = 15 ms T = 3,0 ms f = 3,3·102 Hz

CONCLUSION : La hauteur d’un son dépend de la fréquence de la vibration sonore. PROBLEME 2 : Choisir un (ou plusieurs) son(s) qu’il faudrait enregistrer et analyser afin de répondre à la question : « De quelle grandeur physique dépend l’intensité d’un son ? » Il faut choisir des sons pour lesquels seule la « force » du son varie, toutes choses égales par ailleurs. Il faut donc choisir la même note, jouée par le même instrument, à des intensités variables. Par exemple : Fa intensité variable. Fa3 intensité variable Zoom vertical entre – 0,3 et + 0,3 pour le repérage des amplitudes relatives

CONCLUSION : L’intensité d’un son dépend de l’amplitude de la vibration sonore. PROBLEME 3 : Choisir un (ou plusieurs) son(s) qu’il faudrait enregistrer et analyser afin de répondre à la question : « De quoi dépend le timbre d’un son ? » Il faut choisir des sons pour lesquels seul le timbre du son varie, toutes choses égales par ailleurs. Il faut donc choisir trois notes identiques jouées par des instruments différents. Par exemple : Sol clarinette – Sol violon – Sol flûte. Sol3 CLARINETTE D’abord, sélection sur 25 ms (de 1,000 s à 1,025 s dans mon cas) pour voir apparaître un peu plus de 5 périodes. Zoom vertical entre – 0,5 et + 0,5 pour le repérage des pics similaires. Ensuite, sélection de 5 périodes (demander l’affichage de la durée de la sélection) Ici : 5xT = 13 ms T = 2,6 ms f = 3,9·102 Hz

Sol3 VIOLON Ici : 5xT = 13 ms T = 2,6 ms f = 3,9·102 Hz

Sol3 FLUTE Ici : 5xT = 13 ms T = 2,6 ms f = 3,9·102 Hz

CONCLUSION : Le timbre d’un son dépend de l’allure du signal sonore enregistré. PROBLEME 4 : En reprenant le dialogue du DOC.3 Emma : « La hauteur d’un son, je pense qu’elle est liée à l’amplitude du signal enregistré. Pour le timbre du son, je dirais que ça dépend de la forme du signal. » Emma a tort en ce qui concerne la hauteur du son, qui dépend de la fréquence du signal enregistré. Elle a raison en ce qui concerne le timbre. Manon : « L’intensité sonore, c’est la « force » du son ; pour moi, elle est liée à l’amplitude du signal enregistré. Le timbre d’un son, lui, doit plutôt dépendre de la période du son enregistré. » Manon a raison en ce qui concerne l’intensité sonore. Elle a tort en ce qui concerne le timbre, qui dépend de l’allure du signal enregistré. Sarah : « Je pense plutôt, pour ma part, que c’est la fréquence de la vibration qui définit la hauteur du son. L’intensité sonore devrait donc aussi dépendre de la fréquence du son. » Manon a raison en ce qui concerne la hauteur du son. Elle a tort en ce qui concerne l’intensité sonore, qui dépend de l’amplitude du signal enregistré.