Ondes (2) – Son

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

Les premières recherches concernant les phénomènes sonores datent du VIe 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 (IIIes. av. J.-C.), par l’architecte et ingénieur romain Vitruve (Ier s. av. J.-C.) et par le philosophe romain Boèce (Ve s. apr. J.-C.). L’interprétation ondulatoire prit corps  également dans les réflexions du grec Aristote (IVe 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… ».

A3-apollon

Apollon

 

 

 

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

 

220px-Spherical_pressure_waves

 

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.

400px-Standing_wave_2

 

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Tous les documents indiqués dans ce qui suit sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier ondes(2) – son).

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Document général : [0-son.pdf]

 

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]

 

niveau1

 

isosonique

 

 

 

 

diapointensiteniveau

 

 

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]

 

flute

 

caracteristique1

caracteristique2

caracteristique3

caracteristique4

 

hauteur-timbre

 

 

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).

 

instruments

violon

flute-pan

ondes-stat-diapo

 

 

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.

 

1ulrasons1

1ulrasons2

2ultrasons1

2ultrasons2

2ultrasons3

diapo-incert

diapotendance

incertitudes1

incertitudes2

 

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

 

Exemple

guitare1

guitare2

guitare3

 

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Tous les documents indiqués dans ce qui suit sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier ondes(2) – son).

 

docs1

docs2

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