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Smartphones en sciences-physiques
Philippe Jeanjacquot, Lycée Chaplin-Becquerel, DécinesPublié par Gérard Vidal
Smartphones en sciences-physiquespar Philippe Jeanjacquot et Gérard VidalCopyright © 2015-11-12 Cette œuvre est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative CommonsAttribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International [http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/]
Résumé
Les smartphones ont envahi nos établissements scolaires, la plupart des élèves en possèdent un. Mais ils sontloin d’utiliser toutes leurs possibilités. Pourquoi ne pas les utiliser en cours et en travaux pratiques ? Lessmartphones ont des moyens de calculs puissants et ils sont dotés également de capteurs permettant de faire desmesures en science. D’autre part, grâce à leur taille, les expériences peuvent se dérouler à l’extérieur. Ce dossierexplore l’utilisation des smartphones en travaux pratiques en science. Par exemple, en mécanique (utilisationdes accéléromètre des gyromètres et des magnétomètres) mais aussi en optique, acoustique, en astronomie,seismologie…). Les possibilités sont vastes nous ne sommes qu’au début de leur exploration.
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Table des matièresAutour de la mesure d'Eratosthène .................................................................................... 1
Présentation : ........................................................................................................ 1Liens : ................................................................................................................. 1Intérêts des smartphones ......................................................................................... 1Mesure et astuces .................................................................................................. 2
Essai de conversion d'un smartphone en microscope ............................................................ 5Avec la caméra de la face écran ............................................................................... 5
Sans goutte d'eau ........................................................................................... 5Avec la goutte d'eau ...................................................................................... 5
Avec la caméra de la face avant ............................................................................... 6Sans la goutte d'eau ....................................................................................... 6Avec la goutte d'eau: ...................................................................................... 7
Conclusion ........................................................................................................... 7Microscope x150 pour Smartphone ........................................................................... 7
Utilisation de l’application « Instant Heart rate » pour mesurer sa fréquence cardiaque ................ 9Téléchargement de l'application ............................................................................... 9Utilisation de l’application ...................................................................................... 9
Acoustique .................................................................................................................. 10Etude des risques acoustiques grâce aux smartphones. ................................................ 10
Outils de mesure .......................................................................................... 10Intérêts du Smartphone ................................................................................. 10Echelle de mesure ........................................................................................ 10Etude des casques de baladeur ....................................................................... 10Simulation du canal auditif ............................................................................ 10Où est le microphone ? ................................................................................. 11Générer le son. ............................................................................................ 11Mesurer le niveau acoustique ......................................................................... 11Ecoute musique ou signal à une fréquence donnée. ............................................ 13Niveau sonore maximal. ................................................................................ 14Simulation du conduit auditif ......................................................................... 14Test des bouchons d'oreille ............................................................................ 14Autres possibilités ........................................................................................ 14Références pour les risques en acoustique ........................................................ 14
Activité Acoustique musicale ................................................................................. 14 Pour préparer l'activité ............................................................................... 14Activité pratique .......................................................................................... 15
Liste d'applications pour faire de l'acoustique musicale ............................................... 15Androïd ...................................................................................................... 15IOS ............................................................................................................ 16Comptes rendus d'élèves de l'activité acoustique musicale ................................... 17
Annexe : Exemples d'activités en terminale S en acoustique ......................................... 17Annexe :Tutoriels vidéos d'applications musicales ...................................................... 17Annexe : Applications pour l’analyse de données et la rédaction de documents ................ 18
Smartphones et DNL - Formations .................................................................................. 20Smartphone en sciences-physique et DNL ................................................................ 20
How to determine the location of the accelerometer in a smartphone thanks arecord player ............................................................................................... 20Doppler effect, Smartphones and exoplanets ..................................................... 20Activity music and acoustic with smartphones ................................................... 20
Smartphone et éducation ....................................................................................... 20Interview de Jean-Louis Richer ...................................................................... 20Le livret "Smartphone in Science Teaching" ..................................................... 24
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Liste des illustrations1. Principe de la mesure d'Eratosthene .............................................................................. 12. Présentation de la mesure avec un smartphone ................................................................ 23. Position pour la mesure .............................................................................................. 24. Ecran de l'appli Théodolite avec les commentaires ........................................................... 35. Vue de l'écran de l'appli "angle meter" .......................................................................... 36. Utilisation d'un niveau à bulle pour calibrer .................................................................... 47. Classe faisant la mesure de hauteur du soleil .................................................................. 41. Image d'une feuille de papier millimétré ........................................................................ 52. Image de la goutte d'eau déposée .................................................................................. 63. Image du papier millimétré .......................................................................................... 64. Image nette sans goutte d'eau ....................................................................................... 65. Image de la goutte d'eau déposée. ................................................................................. 76. Image du papier millimétré: ......................................................................................... 77. Le Contenu du Kit et la lentille posée sur un capteur de smartphone. ................................... 88. Exemples d'images : Bout de patte de mouche, volvox, matrice LCD ................................... 81. Mode d'emploi de l'application ..................................................................................... 91. Formasciences, le 26 février 2015 ............................................................................... 102. Simulation du canal auditif ........................................................................................ 113. Exemple de génération du signal avec Function Generator sur IOS .................................... 114. Recherche du microphone .......................................................................................... 125. Nécessité d'une calibration ......................................................................................... 126. Calibrer avec un bruit rose ......................................................................................... 127. Bruit blanc .............................................................................................................. 138. Calibration .............................................................................................................. 139. Test des bouchons d'oreille ........................................................................................ 1410. Comment simuler un instrument de musique avec IOS .................................................. 1711. Comment simuler un instrument de musique avec Android ............................................. 1812. Comment étudier un spectre acoustique avec IOS ......................................................... 1813. Comment étudier un spectre acoustique avec Androïd ................................................... 181. Interview de Jean-Louis Richer ................................................................................... 212. Introduction : Utilisation des capteurs .......................................................................... 213. Introduction : Prise de notes, calculs et périphériques Bluetooth ........................................ 214. Introduction : Liens avec les programmes de physique-chimie .......................................... 225. Comment projeter l'écran de son smartphone ................................................................. 226. Exemples en mécanique ............................................................................................ 227. Exemples en acoustique ............................................................................................. 238. Exemples en diffraction ............................................................................................. 239. Exemple : Les battements du coeur ............................................................................. 2310. Exemple : OpenSignal ............................................................................................. 2411. Exemple : OpenSignal ............................................................................................. 2412. Le livret "Smartphones in Science teaching" ................................................................ 2513. Présentation du livret Smartphones in Science teaching ................................................. 2514. Présentation de science on stage et de istage2 .............................................................. 26
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Liste des tableaux1. Téléchargement de l'application .................................................................................... 9
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Autour de la mesure d'EratosthèneRésumé
Dans la mesure d'Eratosthène, il est souvent délicat de mesurer la hauteur du Soleil. Voici une méthode simplepour mesurer la hauteur du Soleil avec un smartphone.
Présentation :Au IIème siècle avant JC, Eratosthène réalisa la mesure de la circonférence de la Terre grâce à laposition du Soleil dans le ciel au même moment (midi solaire) à deux endroits de latitude différente.
En effet, le jour du solstice d'été, les rayons du Soleil vont jusqu'au fond d'un puits vertical à Syène(actuellement Assouan) alors que les obélisques d'Alexandrie possèdent une ombre. Ce qui signifiequ'à Assouan le Soleil est au Zénith alors qu'il ne l'est pas à Alexandrie.
Figure 1. Principe de la mesure d'Eratosthene
Pour déterminer la circonférence de la Terre il faut faire deux mesures. La distance entre les deuxpoints de mesure. L'idéal est que les deux villes soient sur le même axe Nord-Sud.
Dans le cas de la mesure de la mesure d'Ératosthène, il faut mesurer l'angle formé par l'obelisque,supposé vertical et les rayons du Soleil.
Liens :Regroupement de mesures d'Eratosthène [http://artsandstars.ens-lyon.fr/eratosthenes]
Un exemple de mesure d'Eratosthène [http://artsandstars.ens-lyon.fr/history/eratosthene-experiment]
Site du lycée français du Caire sur Eratosthène [http://www.lfcaire.org/espace-pedagogique/disciplines/matieres-scientifiques/physique--chimie/116-seconde/314-eratosthene-2008.html]
Intérêts des smartphonesLes smartphones permettent de mesurer facilement la hauteur du Soleil.
Les applications utilisées :
Pour IOS Angle meter (gratuit) [https://itunes.apple.com/fr/app/angle-meter-free/id436775826?mt=8]
Autour de la mesure d'Eratosthène
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Ou theodolite (4€) [https://itunes.apple.com/us/app/theodolite/id339393884?mt=8]
Pour Android : Theodolite droid [https://play.google.com/store/apps/details?id=com.shopzeus.android.majorforms_1012&hl=fr] (gratuit)
Mesure et astucesFigure 2. Présentation de la mesure avec un smartphone
Figure 3. Position pour la mesure
Pour mesurer la hauteur du Soleil, il suffit de se placer dos au Soleil et de viser l'ombre du téléphone,plus précisément l'endroit de l'ombre où est la caméra.
L'intérêt de l'appli payante « théodolite » est de pouvoir zoomer et ainsi d'augmenter la précision.
Autour de la mesure d'Eratosthène
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Figure 4. Ecran de l'appli Théodolite avec les commentaires
Lors de la mesure vous obtenez une valeur négative. C'est l'opposé de la hauteur du Soleil.
L'image suivant a été réalisée le 15 septembre à 13H24. La hauteur théorique du Soleil est de 44°04'
Pour plus de précision, il vaut mieux avoir le smartphone horizontal (ce qui est donné à gauche surles applis Théodolite.
Il y a une touche calibration qu'il est préférable de réaliser avant la mesure, l'écart peut être d'un oudeux degrés si cette opération n'est pas réalisée.
Si on utilise « angle meter » , c'est la même méthode l'angle mesuré est le complémentaire de lahauteur. La hauteur en degrés s'obtient en soustrayant l'angle obtenu à 90°
Figure 5. Vue de l'écran de l'appli "angle meter"
Image réalisée le 30 septembre à 16h. Hauteur du Soleil 30°. Ici on mesure 90-60,6=29,4°
Il est possible de calibrer le téléphone avec un niveau à bulle. Coller le niveau au dos du téléphone.Mesurer l'angle obtenu quand le téléphone est vertical. Si cet angle est différent de 90° Soustrairel'angle mesuré à cette valeur.
Autour de la mesure d'Eratosthène
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Figure 6. Utilisation d'un niveau à bulle pour calibrer
Il est possible de calibrer en visant l'horizon, à condition que l'altitude de l'horizon soit la même quecelle du smartphone
Pour une classe la mesure peut être réalisée par chaque élève disposant d'un smartphone qui apréalablement chargé l'application. Ce qui permet de diminuer les marges d'erreur
Figure 7. Classe faisant la mesure de hauteur du soleil
Une dizaine d'élèves dans ce groupe ont pu faire la même mesure en même temps
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Essai de conversion d'un smartphoneen microscope
Résumé
Pour transformer un smartphone en microscope, c'est très simple, il suffit... d'une goutte d'eau!
Voici la comparaison d'images avec et sans goutte d'eau
En général les smartphones ont deux capteurs qui servent de caméra et d'appareil photo. Un au-dessusde l'écran que j'appelle "caméra de la face écran" et un de l'autre côté que j'appelle "caméra de la faceavant".
Pour faire office de microscope, il suffit de poser une goutte d'eau sur la caméra. La goutte d'eau estposée à l'aide d'une paille ou d'une petite pipette en plastique.
Pour la stabilité de la goutte d'eau, il est plus facile d'utiliser la face de l'écran. L'image est facilementvisualisable à côté de la caméra utilisée. Par contre, la précision (définition) de cette caméra est moinsbonne que celle située de l'autre côté du smartphone.
L'utilisation de la caméra de la face avant permet d'obtenir des images plus précises. Mais il faut tenirle smartphone horizontalement au dessus de l'observateur pour que la goutte d'eau reste stable.
Avec la caméra de la face écranSans goutte d'eau
Figure 1. Image d'une feuille de papier millimétré
Il y a 50mm pour 960 pixels soit 52μm par pixel (50000/960)
Avec la goutte d'eauLa goutte d'eau a été placée à l'aide d'une paille sur la caméra de la face écran du téléphone.
Essai de conversion d'unsmartphone en microscope
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Figure 2. Image de la goutte d'eau déposée
Figure 3. Image du papier millimétré
Il y a 16mm pour 960 pixels soit 16μm par pixel (16000/960)
Avec la caméra de la face avantSans la goutte d'eau
Figure 4. Image nette sans goutte d'eau
Il y a 50 pixels par mm soit 20μm par pixel (1/50)
Essai de conversion d'unsmartphone en microscope
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Avec la goutte d'eau:Figure 5. Image de la goutte d'eau déposée.
Figure 6. Image du papier millimétré:
Il y a 200 pixels par mm soit 5μm par pixel (1/200)
ConclusionSans parler du principe optique qui n'est pas celui du microscope, la meilleure résolution obtenue ici(5μm par pixel) n'atteint pas dans ce cas celle des microscopes. Les meilleurs microscopes optiquespeuvent atteindre la limite de diffraction de 0,3μm.
Mais, bien sûr, l'usage et le coût sont totalement différents.
Microscope x150 pour SmartphoneAuteur : Jean-Luc Richter
Début 2014, un financement Kickstarter a permis à Thomas Larson de créer une lentille miniatureventousable au téléphone portable et permettant un grossissement de 150x pour l'observation delamelles de microscope...
Le kit est arrivé peu avant noël et il faut bien avouer que le résultat est assez bluffant !! La mise enplace est simple : on sort délicatement la lentille de la boite et on la pose sur l'objectif du smartphone,le plus au centre possible. On peut alors viser la lampe à LED fournie pour s'assurer que la lentille estbien centrée. Il ne reste alors plus qu'à la pousser du plat de l'ongle pour bien la fixer.
La mise au point se fait ensuite en pressant plus ou moins fortement sur la lamelle, que l'on tient contrel'objectif, avec le smartphone en main pour éclairer avec la lampe. Il faut un petit peu d'habitude pourobtenir une image nette, mais cinq à dix minutes suffisent pour se débrouiller. On a alors accès à des
Essai de conversion d'unsmartphone en microscope
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images spectaculaires, pour peu qu'on ait quelques lamelles à disposition. Je n'ai eu qu'à faire appelà mes collègues enseignants de SVT pour les quelques photos que vous verrez plus bas : pattes demouches (impressionnants crochets !), volvox, matrice d'écran LCD de mon ordinateur portable ettout peut être pris en photo ou filmé !
La lentille existe en deux versions : 15x pour 15 $ et 150x pour 50 $ (avec la lampe LED), portscompris, sur le site de Micro Phone Lens [http://www.microphonelens.com/].
Figure 7. Le Contenu du Kit et la lentille posée sur un capteur de smartphone.
Figure 8. Exemples d'images : Bout de patte de mouche, volvox, matrice LCD
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Utilisation de l’application « InstantHeart rate » pour mesurer safréquence cardiaque
Résumé
De plus en plus d'activités font référence à la mesure de la fréquence cardiaque, par exemple en classe deseconde en physique chimie. Cette application permet de mesurer de façon très simple cette fréquence.
Téléchargement de l'applicationAvant l’activité vous devez charger l’application chez vous. L’application s’appelle « INSTANTHEART RATE ». Il y a une version pour IOS et Android. Voici les liens pour accéder aux applications
Tableau 1. Téléchargement de l'application
Pour IOS : http://bit.ly/ihr-ios Pour Android : http://bit.ly/ihr-android
Utilisation de l’applicationFigure 1. Mode d'emploi de l'application
1. L’application est très simple à utiliser, il suffit de la démarrer et de placer son index sur l’appareilphoto et le flash du smartphone. Laisser l’index en place jusqu’à la fin de la mesure
2. Lors de la mesure, l’application affiche la fréquence cardiaque et le décompte du temps jusqu’àla fin de la mesure.
3. A la fin de la mesure la fréquence cardiaque s’affiche la noter puis cliquer sur la flèche en hautà gauche (pour ios) ou sur OK pour passer au menu. Parfois l’application demande de créer uncompte, cliquer sur « Later » pour ne pas le faire.
4. Pour refaire une mesure cliquer sur le bouton représentation une pulsation cardiaque (en bas aumilieu)
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AcoustiqueEtude des risques acoustiques grâce auxsmartphones.
Figure 1. Formasciences, le 26 février 2015
Outils de mesureL'activité se fait avec les microphones des Smartphones (éventuellement microphone branché sur leSmartphone)
Intérêts du SmartphoneMobilité, disponibilité, outil qui utilise le son souvent en haute définition
Les élèves peuvent utiliser leur propre outil réaliser des mesures dans différents lieu à différentesheures, ils peuvent par exemple dresser une carte de « pollution acoustique »
Echelle de mesureIci on mesure le niveau acoustique en dB. Le son est considéré à risques à partir de 85dB.
Etude des casques de baladeurExemple avec deux Smartphones : Un des Smartphones génère le son, l'autre mesure le niveauacoustique
Simulation du canal auditifLe canal auditif mesure 25mm de long et à un diamètre d'environ 10mm
Acoustique
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Figure 2. Simulation du canal auditif
Le canal auditif est simulé par un tuyau semi flexible en matière plastique
Où est le microphone ?Avant de commencer l'activité, il faut trouver ou est le microphone (en général il est en bas à gauche.Pour trouver le microphone, nous allons nous aider du « canal auditif relié à un casque de baladeur(intra auriculaire) »
Générer le son.Utiliser une des applications « générateur de signal »
sur IOS: https://itunes.apple.com/us/app/audio-function-generator/id768229610?mt=8
sur Android: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.crescendosystems.afg&hl=fr
Démarrer l'application. Générer un son de 4500Hz, puissance maximale
Figure 3. Exemple de génération du signal avec Function Generator sur IOS
Mesurer le niveau acoustiqueDémarrer l'application : Decibel 10th (existe sur les deux systèmes d'exploitation)
Sur IOS: https://itunes.apple.com/fr/app/decibel-10th/id448155923?mt=8
Sur Android: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.skypaw.decibel
Acoustique
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Figure 4. Recherche du microphone
Déplacer l'ensemble (casque+ Canal auditif) vers les lieux susceptibles de correspondre aumicrophone. Le niveau acoustique est maximal lorsque le canal auditif est en face du microphone.
Figure 5. Nécessité d'une calibration
Les smartphones ne sont pas calibrés. Soumis à un même bruit, ils donnent des valeurs de niveauxacoustiques différents
Figure 6. Calibrer avec un bruit rose
Le bruit rose délivre une puissance similaire par octave (par exemple il délivre la même puissancedans l'intervalle 256Hz-512Hz et l'intervalle 512Hz-1024Hz.
Acoustique
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Pink noise spectrum [http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pink_noise_spectrum.png#mediaviewer/File:Pink_noise_spectrum.png]» par en:User:Ktims[http://en.wikipedia.org/wiki/User:Ktims]
en:Image:Pink noise spectrum.png [http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Pink_noise_spectrum.png].Sous licence Domaine public via Wikimedia Commons [http://commons.wikimedia.org/wiki/].
Le bruit blanc délivre une puissance constante quelque-soit la fréquence.
Figure 7. Bruit blanc
White noise spectrum [http://commons.wikimedia.org/wiki/File:White_noise_spectrum.png#mediaviewer/File:White_noise_spectrum.png]». Sous licenceDomaine public via Wikimedia Commons [http://commons.wikimedia.org/wiki/]
Pour des raisons de similitude avec l'audition humaine, c'est le bruit rose qui est utilisé pour calibrerles appareils de mesures auditifs.
Figure 8. Calibration
Aller dans les réglages et ajuster le niveau sonore
Ecoute musique ou signal à une fréquence donnée.Approcher le casque du baladeur du microphone, prendre par exemple 4500Hz, sinusoidal, amplitude100.
Mesurer le niveau sonore ;
Acoustique
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Faire varier, mettre le baladeur au maximum. Mesurer le niveau sonore.
Niveau sonore maximal.Augmenter le niveau sonore (pb sur certains smartphones, par exemple le wiko cink five (85dB) etle nexus5 ( le micro sature à 90dB)
Repérer les maximum des smartphones
Simulation du conduit auditifLe signal est plus stable.
Pour le vérifier, il suffit de faire une mesure avec et sans le conduit auditif.
Test des bouchons d'oreilleAvec conduits auditifs de la même taille un vide, le deuxième avec un bouchon en silicone, le troisièmeavec un bouchon en mousse. Atténuation suivant la fréquence. Il est possible de mesurer l'atténuationen fonction de la fréquence.
Figure 9. Test des bouchons d'oreille
Autres possibilitésMesurer le niveau acoustique dans différentes parties du lycée en fonction de l'heure. Dans la ville…
Références pour les risques en acoustiquehttp://acces.ens-lyon.fr/acces/classe/numerique/smartphones
http://www.inrs.fr/risques/bruit/reglementation.html
http://www.inpes.sante.fr/CFESBases/catalogue/pdf/1362.pdf
http://www.ecoute-ton-oreille.com/
Activité Acoustique musicale Pour préparer l'activité
Pour cette étude, un Smartphone simule un instrument de musique, l'autre analyse le spectre du sonémis.
Télécharger les applications dont les liens sont donnés au la section intitulée « Liste d'applicationspour faire de l'acoustique musicale »
Acoustique
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Bien regarder les tutoriels video des applications du la section intitulée « Annexe :Tutoriels vidéosd'applications musicales »
Activité pratiqueSi le binôme n'a qu'un seul Smartphone. Il est préférable de l'utiliser comme analyseur de spectresonore. Le groupe peut
venir au bureau du professeur où un Smartphone est branché à des hauts parleurs
• Suivre les instructions permettant de:
1. De mesurer la hauteur du son émis par le Smartphone qui simule l'instrument ,
2. De vérifier que la hauteur d'une même note ne dépend pas de l'instrument.
3. De vérifier la relation entre la fréquence du fondamental et des harmoniques
4. De vérifier les différences de timbre pour différents instruments.
5. De vérifier le rapport entre deux notes séparée par une octave (par exemple le DO 3 et le DO 4)
6. De vérifier que le rapport des fréquences entre deux notes consécutives est 21/12.
• Défi : créer un son pur La 3 à 440Hz en sifflant face au Smartphone.
• Répondre aux questions suivantes :
1. Pour une même note, la fréquence du son dépend-elle de l'instrument utilisé ?
2. Le son produit par le diapason est qualifié de pur. Décrire l'enregistrement d'un son pur.
3. Le son produit par les autres instruments est qualifié de complexe. Décrire l'enregistrement d'unson complexe.
4. La hauteur d'un son est relative au caractère grave ou aigüe d'un son. A quelle grandeur est liéela hauteur d'un son?
5. On appelle timbre d'un son la propriété qui permet de distinguer deux mêmes notes jouées par desinstruments différents. Quel élément du signal permet de différencier les timbres des instrumentsutilisés ?
Pour cette partie, vous pouvez taper votre compte-rendu, inclure des copies d'écran de vossmartphones pour expliquer votre protocole. Vous pouvez annoter vos captures d'écran grâce àl'application gratuite Skitch. Voir dans la liste d'applications. http://tinyurl.com/ouszdsd
Liste d'applications pour faire de l'acoustiquemusicale
Voici une liste d'applications gratuites pour réaliser des activités d'acoustique musicale
Applications pour l'étude de l'acoustique musicale avec les smartphones :
AndroïdSimuler les instruments
• Perfect piano
Acoustique
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https://play.google.com/store/apps/details?id=com.gamestar.perfectpiano
• Walk band Piano guitar
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.gamestar.pianoperfect&hl=fr_FR
• Virtual flute
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.virtual.flute
Enregistrer le spectre des sonsSpectrum analyzer :
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.raspw.SpectrumAnalyze
Mesurer l'intensité sonoreAndroid sensor box :
https://play.google.com/store/apps/details?id=imoblife.androidsensorbox&hl=fr
Pour générer un son purGénérateur Audio Test Son
https://play.google.com/store/apps/details?id=de.guentherkrauss.audio.audiotesttonegenerator&hl=fr_BE
IOSSimuler les instruments
Garageband : (gratuit sur tablette)
https://itunes.apple.com/fr/app/garageband/id408709785?mt=8
Pianolo free
https://itunes.apple.com/fr/app/pianolo-free/id418545016?mt=8
Enregistrer le spectre des sonsIanalyzerlite :
https://itunes.apple.com/fr/app/ianalyzer-lite/id342456044?mt=8
Eventuellement, Spectrum view (le pointeur est difficile à utiliser sur iphone mais l'échelle de l'abscisseest linéaire).
https://itunes.apple.com/us/app/spectrumview/id472662922?mt=8
Mesurer l'intensité sonoreDecibel 10th
https://itunes.apple.com/fr/app/decibel-10th/id448155923?mt=8
Pour générer un son purAudio gen
Acoustique
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https://itunes.apple.com/fr/app/signal-generator-audio-test/id543661843?mt=8
Comptes rendus d'élèves de l'activité acoustiquemusicale
Avec Androïd [http://mediaserv.climatetmeteo.fr/users/Charles-HenriEyraud/SmartphonesEnSciencesPhysiques/fichiers/3_CompteRenduEleveAcoustiqueMusicaleAndroid.pdf]:Compte rendu réalisé par Anita et Amandine élèves en terminale scientifique au lycée Chaplin deDécines (Rhône)
Avec IOS [http://mediaserv.climatetmeteo.fr/users/Charles-HenriEyraud/SmartphonesEnSciencesPhysiques/fichiers/3_CompteRenduEleveAcoustiqueMusicaleIOS.pdf]:Compte rendu réalisé par Bilel et Florian élèves en terminale scientifique au lycée Chaplin de Décines(Rhône)
Annexe : Exemples d'activités en terminale Sen acoustique
• Hauteur-timbre d'un son [http://mediaserv.climatetmeteo.fr/users/Charles-HenriEyraud/SmartphonesEnSciencesPhysiques/fichiers/3_TP_CaracteristiquesDUnSon.pdf]
• Effet Doppler [http://mediaserv.climatetmeteo.fr/users/Charles-HenriEyraud/SmartphonesEnSciencesPhysiques/fichiers/3_TP_DopplerEtApplications.pdf]
• Acoustique musicale, gammes, harmonie [http://mediaserv.climatetmeteo.fr/users/Charles-HenriEyraud/SmartphonesEnSciencesPhysiques/fichiers/3_TP_AcoustiqueMusicale_iPad.pdf]
• Flute de pan [http://mediaserv.climatetmeteo.fr/users/Charles-HenriEyraud/SmartphonesEnSciencesPhysiques/fichiers/3_TP_FluteDePan_iPad.pdf]
• Instruments à percussion [http://mediaserv.climatetmeteo.fr/users/Charles-HenriEyraud/SmartphonesEnSciencesPhysiques/fichiers/3_TP_InstrumentsPercussions_iPad.pdf]
Annexe :Tutoriels vidéos d'applicationsmusicales
Pour ces expériences, il faut deux smartphones :
• le premier qui simule l’instrument
• le deuxième qui réalise le spectre du son.
Figure 10. Comment simuler un instrument de musique avec IOS
Acoustique
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Figure 11. Comment simuler un instrument de musique avec Android
Figure 12. Comment étudier un spectre acoustique avec IOS
Figure 13. Comment étudier un spectre acoustique avec Androïd
Tableau des fréquences des notes.
Annexe : Applications pour l’analyse dedonnées et la rédaction de documents
• • Tableur Sheets IOs [https://itunes.apple.com/us/app/google-sheets/id842849113?mt=8]
• Tableur Sheets Androïd [https://play.google.com/store/apps/details?id=com.google.android.apps.docs.editors.sheets]
• • Annotation photos Skitch IOs [https://itunes.apple.com/us/app/skitch-snap.-mark-up.-send./id490505997?mt=8]
Acoustique
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• Annotation photos Skitch Androïd [https://play.google.com/store/apps/details?id=com.evernote.skitch]
• • Prise de notes IOs [https://itunes.apple.com/fr/app/evernote/id281796108?mt=8]
• Prise de notes Androïd [https://play.google.com/store/apps/details?id=com.evernote]
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Smartphones et DNL - FormationsSmartphone en sciences-physique et DNLHow to determine the location of the accelerometer ina smartphone thanks a record player
The idea is to use an inquiry method to find the position of the accelerometer in the smartphone withoutopen it (of course !). This work is for a K12 pupil (or student, they are so tall…) To do so, the studentswill use the properties of uniform circular motion. More specifically, they will determine the radiusof the circle covered by the accelerometer when the smartphone is in two different positions on arotating disk. The intersection of the two circles will give them the position of the accelerometer in thesmartphone. The uniform circular motion is created by the rotation of a record player (33rpm). Theycan use the documents for help and set up the procedure to locate the accelerometer in the smartphone.Locate it. Compare the results with the manufacturer's specifications.
Télécharger la fiche d'activités [http://mediaserv.climatetmeteo.fr/users/Charles-HenriEyraud/SmartphonesEnSciencesPhysiques/fichiers/4_PracticalWorkSmartphoneAndRecordPlayer.pdf]
Doppler effect, Smartphones and exoplanetsHow to use the Smarphone to simulate the method of exoplanets detection with the radial velocity
Télécharger la fiche d'activités [http://mediaserv.climatetmeteo.fr/users/Charles-HenriEyraud/SmartphonesEnSciencesPhysiques/fichiers/4_DopplerShiftAndExoplanets.pdf]
Activity music and acoustic with smartphonesWork about the pitch, the tone and all of the different parameter of the sound make by a musicalinstrument
Télécharger la fiche d'activités [http://mediaserv.climatetmeteo.fr/users/Charles-HenriEyraud/SmartphonesEnSciencesPhysiques/fichiers/4_ActivityAcousticWavesWithSmartphones.pdf]
Télécharger le rapport des étudiants [http://mediaserv.climatetmeteo.fr/users/Charles-HenriEyraud/SmartphonesEnSciencesPhysiques/fichiers/4_AcousticStudentsReports.pdf]
Smartphone et éducationInterview de Jean-Louis Richer
Présentation de Jean-Luc Richter, professeur de Physique/Chimie au collège J.J.Waltz deMarckolsheim et participant du groupe classe numérique à l'ifé.
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Figure 1. Interview de Jean-Louis Richer
Figure 2. Introduction : Utilisation des capteurs
Figure 3. Introduction : Prise de notes, calculs et périphériques Bluetooth
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Figure 4. Introduction : Liens avec les programmes de physique-chimie
Figure 5. Comment projeter l'écran de son smartphone
Figure 6. Exemples en mécanique
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Figure 7. Exemples en acoustique
Figure 8. Exemples en diffraction
Figure 9. Exemple : Les battements du coeur
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Figure 10. Exemple : OpenSignal
Figure 11. Exemple : OpenSignal
Le livret "Smartphone in Science Teaching"Ce livre gratuit auquel ont contribué trois enseignants de l'équipe CANOé est publié par Science OnStage : il regroupe des activités dont le point commun est l'usage des smartphones.
Les smartphones sont maintenant un point incontournable de la vie de tous les jours. En particulier,les jeunes utilisent ces nouvelles technologies de façon tout à fait naturelle. C'est aussi une belleopportunité pour les enseignements de sciences et de technologie. 20 enseignants de 14 pays d'Europeon contribué à l'élaboration de 11 unités d'enseignement qui montrent comment les smartphones et lesapplications peuvent être utilisés pour réaliser des expériences fascinantes en math, physique, chimieou biologie. Depuis les mesures de l'Univers, au contrôle des nuisances sonores ou de la vitesse desvoitures: Les smartphones offrent aux étudiants et aux enseignants de nombreuses opportunités depratiquer la démarche d'investigation.
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Figure 12. Le livret "Smartphones in Science teaching"
• Smart Astronomers: From the Classroom to the Sky
• iSky: Smart Measurements of the Heavens
• How Deep is Your Blue?
• Coloured Chemistry with Smartphones
• Spectral Sounds Noise Pollution
• Going for a Song (Cheap and Cheep)
• Fast and Curious
• Measuring the World around us
• A Smart Accelerometer
• Spot the Physics
• The Earth’s Magnetic Field
Figure 13. Présentation du livret Smartphones in Science teaching
Lien sur la page complète de présentation. [http://www.science-on-stage.de/page/display/en/7/7/678/istage-2-smartphones-im-naturwissenschaftlichen-unterricht1]
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Télécharger le livret en anglais [http://www.science-on-stage.de/download_unterrichtsmaterial/iStage_2_Smartphones_in_Science_Teaching.pdf]
Figure 14. Présentation de science on stage et de istage2
