Son phénomène vibratoire

Thème 4 : Son et musique,

porteur d’information

Chapitre 1

Le son, un phénomène vibratoire

Introduction        Peut-on voir un son ?

[pic 1]

Symbole

[pic 2]

Bougies placées

devant un haut parleur

Vibration d’une plaque couverte de grains placée au-dessus d’un

[pic 3]

haut parleur

Objectifs

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Définir un son pur ou composé

Enregistrer et produire un son

Déterminer fréquence fondamentale et

harmoniques

Décrire le son produit par une corde en fonction

de ses caractéristiques

Décrire le son produit par un instrument à vent

Définir puissance et intensité sonore

Définir le niveau d’intensité sonore et décibels

[pic 15]

Point math : fonction périodique

logarithme

Livre : Chapitre 11  p184-185

I- Description du son

1- Son pur

Animation Ostralo : propagation d’une onde sonore

[pic 16]

Le son est une vibration des particules qui composent l’air.

Celles-ci se déplacent horizontalement autour de leur position de repos.

On observe en un point une succession de compression (rapprochement des

particules) et dilatation (éloignement des particules).

Signal électrique représentant le son émis par le diapason

[pic 17]

T = 0,0027 s

C’est un son pur.

Il est représenté par un

signal sinusoïdal en fonction du temps

Ses caractéristiques sont :

La période T (en s)

durée d’un motif  T = 0,0027 s

La fréquence f (en Hertz) nombre de motifs par seconde

= 1 = 440 Hz

[pic 18]

A retenir :

Le son est une onde mécanique qui se propage dans un milieu matériel.

C’est une perturbation qui se déplace sans transport de matière mais avec transport d’énergie

Un son pur est associé à un signal sinusoïdal dépendant du temps.

Le signal est caractérisé par sa fréquence  f (en Hz) tel que

=

[pic 19]

2- Son composé (ou complexe)

[pic 20]

Signal électrique représentant le son

émis par la guitare

[pic 21]

C’est un son composé

Il est représenté par un signal périodique non sinusoïdale.

La fréquence        = 1 = 440 Hz

[pic 22]

T = 0,0027 s

[pic 23]

Ce signal est une superposition de signaux sinusoïdaux.

Le signal sinusoïdal de fréquence la plus basse est appelé fondamental. Les autres signaux sont les harmoniques.

Les fréquences des harmoniques sont des multiples de la fréquence fondamentale :

f2 = 2xf1

f3= = 3xf1

etc…..

Animation Ostralo onde : harmonique

A retenir :

Un son complexe est associé à un signal périodique de fréquence f,

le fondamental.

Il se décompose en une somme de signaux sinusoïdaux de fréquences qui sont des multiples entiers de f, les harmoniques.

Le spectre du signal représente l’amplitude en fonction de la fréquence.

[pic 24]

Spectre  d’un son complexe

Fréquence        Fréquences

fondamentale        harmoniques

II- Le son des instruments

[pic 25]

Chaque note est caractérisée par sa fréquence.

En musique, on parle de Hauteur

Plus la fréquence est grande, plus la note est aiguë.

[pic 26]Un son d’une guitare est produit en pinçant la corde. Celle-ci est mise en vibration.

La note jouée dépend

• de la matière (acier ou nylon) et de l’épaisseur de la corde (masse lineique μ)
• de la tension (T) réglée par les clefs pour accorder la guitare

• de la longueur (L) de la corde, modifier lorsqu’on appuie sur les frettes.

La fréquence fondamentale du son émis est donné par la relation :

[pic 27]

[pic 28]

Le saxophone est un instrument à vent.

L’air soufflé par le bec est mis en vibration dans le corps.

...