Le son

  Le son 

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  I. Notions abordées - expériences

  • Qu'est-ce que le son ? : des expériences pour "voir" et "ressentir" les vibrations sonores.
  • Hauteur du son :
- Les aigus et les graves : aborder la notion de fréquence
- Mise en évidence expérimentale de la relation entre hauteur de son et longueur d'un tube
- Mise en évidence expérimentale de la relation entre hauteur de son et tension d'une corde
  • L'oreille humaine et les sons :  infra-sons, sons audibles, ultra-sons
  • Propagation du son : des expériences qui mettent en évidence la propagation du son dans différents milieux
  • Volume du son :  des expériences qui permettent d'amplifier ou d'atténuer le volume sonore et de mesurer son intensité
  • Expérience spectaculaire :  visualisation de superbes figures sonores dans du sable fin grâce à la plaque de Chladni
 

II. Termes scientifiques

La compréhension de ces termes scientifiques sera développée dans le cadre des séquences. Nous vous encourageons à retravailler ces termes et leur définition après votre visite chez nous.

Amplifier :  augmenter le volume ou l'intensité du son pour mieux l'entendre

Diapason :  instrument produisant un "La", note de référence, formé d'une tige métallique en forme de U

Fréquence : nombre de fois qu'un phénomène se produit par seconde

Hauteur du son : degré avec lequel un son est aigu ou grave, déterminé par la fréquence (sons hauts = les aigus = hautes fréquences, sons bas = les graves = basses fréquences)

Ondes sonores : ondes de compression produites par des vibrations. Action des particules qui avancent en heurtant les particules voisines

Propager (se) : s'éloigner de son origine, se déplacer

Résonance : accroissement de la durée et du volume d'un son

Vibration : mouvement d'oscillation rapide. Saccade répétée

 

 III. Arrière-plan scientifique pour l'enseignant

Ces lignes sont issues, pour une grande part, du livret pédagogique pour la main à la pâte "Le son"

Qu'est ce que le son ?

Tous les sons sont provoqués par des vibrations d'objets matériels. Le son est une vibration de l'air, c'est-à-dire une suite de surpressions et de dépressions de l'air par rapport à une moyenne, qui est la pression atmosphérique. Cela forme des ondes sonores. Ces ondes peuvent se déplacer dans l'air mais aussi dans d'autres matières; dans ce cas, ce sont les atomes de la matière qui sont perturbés et qui vibrent.

Quelle est la condition pour que le son se propage ?

La propagation du son doit se faire dans un milieu élastique : un gaz (l'air), un liquide (l'eau) ou un solide (un rail de chemin de fer). Il n'y a pas de propagation possible du son dans le vide. Un milieu est dit élastique lorsqu'il est capable de se déformer pour encaisser un choc ou laisser passer une onde, puis de reprendre son état initial.
L'air est un bon transmetteur du son. Toutefois, l'intensité sonore diminue plus rapidement lorsque le son voyage dans l'air que lorsqu'il voyage à travers des solides durs.

Qu'est ce qu'une onde ?

Le son parvient jusqu'à nos oreilles par un mouvement ondulatoire. La propagation du son ne consiste pas en un déplacement de matière, mais en une pertubation qui, elle, se déplace à travers la matière. En effet, les molécules déplacées retrouvent toujours leur place après le passage de la pertubation. Ceci est dû à l'élasticité du milieu. (Exemple d'un bouchon posé sur les vagues : le bouchon monte et descend, il n'avance pas s'il n'y a pas de courant). Lorsque l'onde se propage, seule l'énergie produite par la source vibrante se déplace. Autre exemple : celui d'une ficelle attachée par une de ses extrémités à la poignée d'une porte et qui est secouée de bas en haut de façon périodique. L'onde se propage le long de la ficelle mais la ficelle ne se déplace pas.

Qu'est ce que la hauteur du son ?

C'est le degré avec lequel un son est aigu ou grave. Il est déterminé par la fréquence. Les sons hauts sont les aigus. Ils correspondent à des hautes fréquences. Les sons bas sont les graves. Ils correspondent à des basses fréquences.
La hauteur du son dépend de nombreux facteurs :

- la tension de l'objet vibrant : plus la tension est élevée et plus la fréquence le sera aussi. Lorsqu'une guitare se désaccorde, c'est-à-dire que les cordes se détendent, elle produit un son plus grave.

 - la taille de l'objet vibrant : les petits objets ont une hauteur de son plus élevée que les gros objets. Le violon soprano est plus petit que le violoncelle ou la contrebasse.

- la matière de l'objet vibrant : le son étant une vibration et toutes les matières ne vibrant pas de la même façon, la hauteur du son dépend de la matière de l'objet. Une ficelle de cuisine et une corde de guitare de mêmes dimensions et ayant la même tension ne donneront pas le même son.

L'homme perçoit les fréquences à partir d'environ 20 Hertz (Hz) (grondement) jusqu'à près de 20 000 Hz (un pépiement très aigu).

Qu'est ce que le volume ?

Le volume est lié à la quantité d'énergie que l'onde sonore transmet. L'intensité d'un son ou niveau sonore s'exprime en décibels (dB). Une conversation normale se situe aux alentours de 55 dB alors que 120 dB est une puissance à la limite du supportable.

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Dernière mise à jour : ( 27-06-2014 )