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Un diapason sur sa caisse de résonance, un haut-parleur de studio et un micro de mesure.
Physique · seconde · 5 étapes

Le son, vu et mesuré.

Un orage, un oscilloscope, quatre instruments qui jouent la même note, un concert : comprendre comment le son voyage, ce qu’est une fréquence, et comment protéger ses oreilles.

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01

Le son voyage

Une vibration qui a besoin d’un milieu

Un son est une vibration qui se transmet de proche en proche dans un milieu matériel : l’air, l’eau, un mur. Il met du temps à voyager. Quelle règle relie la distance parcourue et la durée du trajet ? Émets des sons à différentes distances, dans l’air puis dans un autre milieu.

L’émetteur et le micro
1 700 m
—durée du trajet
340 m/svitesse
Trouve la règle

Chaque son reçu par le micro s’inscrit dans le tableau. Change la distance, puis le milieu. La page calcule d ÷ t.

Émets un premier son.

Défi

02

Période et fréquence

Lire un son sur un écran

Un micro transforme le son en signal électrique, qu’on observe sur un oscilloscope. Le motif qui se répète dure une période T ; la fréquence f, en hertz, compte les répétitions par seconde. Fais varier la fréquence, écoute et regarde l’écran : comment T et f évoluent-ils l’un par rapport à l’autre, et qu’est-ce qui rend un son aigu ?

L’oscilloscope
440 Hz
Défi

03

Hauteur et timbre

La même note, trois instruments

Un diapason et trois instruments jouent un la. Pourtant on les distingue à l’oreille. Écoute-les, compare leurs signaux et leurs spectres. Qu’est-ce qui reste identique d’un instrument à l’autre, et qu’est-ce qui change ? On appelle hauteur ce qui rend un son grave ou aigu, et timbre ce qui distingue deux sons de même hauteur.

L’instrument
Défi

04

Le niveau sonore

Protéger ses oreilles

Le sonomètre mesure le niveau d’intensité sonore en décibels (dB). Colle-toi à l’enceinte du concert, puis éloigne-toi : comment le niveau baisse-t-il quand la distance double ? Ajoute une deuxième enceinte : les décibels s’additionnent-ils ? Et à partir de quel niveau l’oreille est-elle en danger ?

Le concert
1 m
110 dBniveau mesuré
dangerzone
Défi

05

À toi de jouer

Six exercices de contrôle.

Propagation

Besoin d’un milieu. 340 m/s dans l’air. d = v × t.

Fréquence

f = 1 / T, en hertz. Plus f est grande, plus le son est aigu.

Timbre

Même f, formes différentes : fondamental et harmoniques 2f, 3f…

Décibels

Intensité × 2 : +3 dB. Danger au-delà de 85 dB.

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