Thème 3 : ONDES ET SIGNAUX TP 2nde
PERCEPTION D’UN SON
Objectif :
enregistrer et caractériser un son
Compétences travaillées : APP : Extraire et organiser l’information.
REA : Mettre en œuvre un protocole.
COM : Rendre compte à l’écrit.
Notions :
hauteur, timbre, niveau d’intensité sonore
CONTEXTE
Lorsque des musiciens jouent une même note avec un
trombone, un saxophone, une guitare, une flûte ou un piano, la perception de ce son à l’oreille est différente.
PROBLÉMATIQUE
Comment expliquer qu’une même note, jouée par des instruments différents, soit perçue différemment ?
DOCUMENTS A DISPOSITION Doc.1 : Vocabulaire et Définitions
- Un signal est périodique s’il se reproduit identique à lui-même à intervalles de temps égaux
- La période est le plus petit intervalle de temps au bout duquel le signal se reproduit. Elle se note T et s’exprime en seconde (s).
- La fréquence est le nombre de répétitions du signal par seconde. Elle se note f et s’exprime en hertz (Hz). La fréquence est donc l’inverse de la période : f=1
T
- La hauteur d’un son est liée à sa fréquence. Elle permet de dire si le son est grave ou aigu.
- Le timbre d’un son dépend de la forme du signal sonore. Il permet de distinguer deux sons de même hauteur joués par deux instruments différents.
- La sensation auditive dépend de l’intensité sonore du son. Cependant, cette sensation ne varie pas de façon proportionnelle à l’intensité sonore.
(Le son ressenti par deux instruments jouant le même son n’est pas
ressenti deux fois plus fort que le son ressenti par un seul instrument). On définit alors une grandeur appelée niveau d’intensité sonore, qui s’exprime en décibels (dB). Une échelle de niveau d’intensité sonore classe les sons pour estimer leur danger potentiel pour l’oreille humaine.
Doc.2 : Utilisation d’un Smartphone
Ton Smartphone dispose d’un micro.
Avec l’application
« phyphox », tu peux visualiser un signal sonore.
Doc.3 : Fréquences de notes (en Hz)
Doc.4 : Matériel à disposition
Ordinateur avec logiciel d’acquisition LatisPro ; Microphone ; Diapason 440 Hz ; instruments divers Smartphone avec application « Phyphox » et « Générateur de son ».
Thème 3 : ONDES ET SIGNAUX TP 2nde TRAVAIL A RÉALISER
1. ANA : Après avoir lu les divers documents, indiquer la grandeur physique qui permet de distinguer deux instruments de musique.
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2. REA : A l’aide du logiciel LatisPro et du microphone, enregistrer le son émis par le diapason.
3. ANA : Donner l’allure du signal observé sur la représentation temporelle ………
En utilisant les documents et vos connaissances, déterminer les différentes caractéristiques de ce signal.
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Repérer un motif et indiquer sur le schéma ci-dessous une de ses grandeurs.
APPEL n°1 Appeler le professeur pour lui présenter les résultats 4. REA : Ouvrir dans le dossier « sons instruments » (dans simulation physique/Son/Sons instruments) la note la3 jouée par une guitare puis la note mi3 jouée par une guitare.
5. ANA : Comparer les deux signaux (points communs et différences).
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6. REA : Faire de même avec la note mi3 jouée par une guitare puis la note mi3 jouée par une flûte.
Comparer les deux signaux (points communs et différences).
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Thème 3 : ONDES ET SIGNAUX TP 2nde 7. COM : Conclusion : Quelle grandeur caractérise une note ? Quelle grandeur caractérise un
instrument de musique?
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APPEL n°2 Appeler le professeur pour lui présenter les résultats
8. REA-ANA : En utilisant l’application « Générateur de son » du Smartphone, faire varier la fréquence. Préciser dans quel sens la fréquence évolue lorsque le son devient de plus en plus aigu.
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9. REA : En utilisant l’application « Phyphox », fonction : audio corrélation, étudier le signal perçu lorsque que vous parlez de plus en plus fort.
ANA : Que constatez-vous ?
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10. REA : Mesurer le niveau d’intensité sonore de la classe en dB à l’aide d’un sonomètre ou de votre smartphone (Phyphox, fonction : audio amplitude).
ANA : A l’aide du Doc.1, déduire la valeur de l’intensité sonore en W.m2 correspondante.
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11. COM : Conclure en expliquant comment sont reliées les caractéristiques d’un son à la perception auditive (hauteur, timbre, niveau sonore).
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APPEL n°3 Appeler le professeur pour lui présenter les résultats
Pour les plus rapides :
Ex 6 p 216
