Ondes (2) – Son

Gravity Music Electronic Music for Studying

https://www.universalis.fr/encyclopedie/sons-production-et-propagation-des-sons/1-historique/

Les premières recherches concernant les phénomènes sonores datent du VI^e siècle avant l’ère chrétienne, époque à laquelle l’école pythagoricienne se pencha sur le fonctionnement des cordes vibrantes et construisit une échelle musicale. Par la suite, des réflexions et des observations visant à découvrir la nature du phénomène sonore se sont déroulées sur plusieurs siècles. L’idée que le son est un phénomène de nature ondulatoire naquit de l’observation des ondes à la surface de l’eau. (La notion d’onde peut être définie de façon rudimentaire comme une perturbation oscillatoire qui se propage à partir d’une source.) L’éventualité que le son possède un tel comportement fut énoncée notamment par le philosophe grec Chrysippe (III^es. av. J.-C.), par l’architecte et ingénieur romain Vitruve (I^er s. av. J.-C.) et par le philosophe romain Boèce (V^e s. apr. J.-C.). L’interprétation ondulatoire prit corps  également dans les réflexions du grec Aristote (IV^e s. av. J.-C.) qui énonça la génération du mouvement sonore de l’air par une source « poussant vers l’avant l’air contigu de telle manière que le son voyage… ».

Apollon

Quatre études à propos de sons et musique : niveau, musique, instruments, ultrasons.

Les documents de travail donnent les consignes (travail individuel ou en petit groupe).

Bien entendu les activités proposées supposent des phases de travail individuel puis en petit groupe et des échanges en grand groupe (animation tableau) et des mises au point magistrales en situation.

1. Niveau

Deux études pour aborder les notions d’intensité acoustique et de niveau d’intensité.

a) niveau : échelle logarithmique non additivité

b) isotonique : diagramme d’isotonie et publicité

Documents de travail : [niveau.pdf] ; [isosonique.pdf]

Aide : [intensite-niveau.pptx] ; [logarithme.pdf]

2. Musique

Deux études à l’aide de logiciels d’analyse et traitement sonore  Acquisonic et Audacity : tutoriels dans [logiciels-son]).

a) flute (analyse spectrale ; spectre, fondamental, harmonique ;  hauteur et timbre d’un son musical)

b) caractéristiques (comparaison de 5 sons, sous forme d’évaluation de compétences expérimentales)

Documents de travail : [1-musique-flute.pdf] ; [2-musique-caracteristiques.pdf]

Aide : [hauteur-timbre.pdf]

Et compléments : [grave-medium-aigu.pdf] ainsi que des animations pour la transformée de Fourier dans le dossier [fourier]

3. Instruments

Les ondes stationnaires permettent d’interpréter la production d’une note par un instrument à corde ou à vent.

Documents de travail : [1-instruments.pdf] ; [2-violon.pdf] ; [3-flute-pan.pdf]

Aides : [ondes-stationnaires.swf] ; [ondes-stationnaires.pdf] ;  [ondes-stationnaires.pptx] ; [vocabulaire.pdf].

Et compléments : [violon-bac.pdf] ; [flute-pan-bac.pdf] (anciens  problèmes de bac).

4. Ultrasons

On détermine la fréquence et la célérité d’ultrasons. Deux versions sont proposées : élaboration et mise en œuvre de protocole, évaluation de compétences expérimentales. A l’occasion on travaille aussi la question des incertitudes : mesure, incertitude, notations scientifique, arrondissage, présentation d’un résultat.

Documents de travail : [1-ultrasons.pdf] et [2-ultrasons.pdf]

Aides : [incertitudes.pptx]; [incertitudes.pdf] ; [courbe-tendance.pptx] et diverses animations.

Divers problèmes sont aussi disponibles : dossier [problèmes] (anciens problèmes de bac).