Bases de la Physique acoustique

Résumé de section

• Sélectionner la section Généralités

  Généralités

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  • Sélectionner l’activité Annonces

    

    Annonces Forum
• Sélectionner la section L'onde sonore

  L'onde sonore

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  • Sélectionner l’activité Illustration d'une onde sonoare

    

  • Sélectionner l’activité Outil de simulation d'une onde sonore

    Connectez vous à cette page :

    https://physique.ostralo.net/ondesonoretuyau/

    et faites varier :

    • la fréquence
    • le milieu de propagation

    Ajoutez des capteurs de pression.

    Que constatez-vous ? 

• Sélectionner la section Les unités acoustiques

  Les unités acoustiques

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  • Sélectionner l’activité Pourquoi utiliser l’Hertz et non la seconde ?

    

  • • Télécharger et installer l'application Phyphox sur votre téléphone ou tablette

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      • Sélectionner l’activité Phyphox

        

        Sur Android : https://play.google.com/store/apps/details?id=de.rwth_aachen.phyphox&hl=fr

        Sur IOS : https://apps.apple.com/fr/app/phyphox/id1127319693

• Sélectionner la section Pourquoi utiliser l’Hertz (Hz) et non la seconde (s) ?

  Pourquoi utiliser l’Hertz (Hz) et non la seconde (s) ?

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• Sélectionner la section Pourquoi utiliser des décibels (dB) et non des W/m2 ?

  Pourquoi utiliser des décibels (dB) et non des W/m2 ?

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  • Sélectionner l’activité Lien vers l'application Geogebra classic

    

    Lien vers l'application Geogebra classic URL
  • Sélectionner l’activité Tracés sur Geogebra

    • Tracez la fonction y = Log(x)
    • Adaptez l'échelle du graphique pour :
      • x = 100,
      • x = 1000,
      • x =1 000 000 
      • x =1 000 000 000 
      • x =1 000 000 000 000 
      • x =1 000 000 000 000 000

    Que constatez-vous ?

    •  Sur la courbe : y=log(x) avec x_Min = -10, x_Max = 1100, y_Min = -2, y_Max = 5

    Tracez les fonctions :

    • • y = 1 et x = 10
      • y = 2 et x = 100
      • y = 1 et x = 1000

    Que constatez-vous ?

• Sélectionner la section Distinguer les fréquences d'un son

  Distinguer les fréquences d'un son

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  • Sélectionner l’activité Audacity

    Téléchargez le logiciel Audacity depuis le store de Windows

    

    ou depuis l'adresse suivante :

    https://www.audacityteam.org/download/

    et installez le.

  • • Extraire un son de youtube vers Audacity

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      • Sélectionner l’activité Lien vers un tutoriel

  • • La hauteur d’un son est caractérisée par sa fréquence

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      • Sélectionner l’activité La hauteur d’un son est caractérisée par sa fréquence

        • Utilisez le logiciel pour combiner trois signaux de fréquence :

        440 Hz, 890 Hz, 1500 Hz

        • Pour ajoute une piste :

          Pistes - > Ajouter nouvelle -> Piste Mono

        • Pour générer une signal :

          Générer -> Tonalité -> Forme sinusoïdale -> indiquer la fréquence

        Vérifier si vous obtenez un signal identique avec Phyphox « Autocorrélation Audio »

        Zoomez et notez les fréquences différentes en fonction de la forme des signaux.

        Combinez les trois signaux :
          Pistes > Mix > mix et rendu vers une nouvelle piste

        Visualisez la forme du nouveau signal.

        Retrouvez à partir du dernier spectre les trois fréquences de départ :
            440 Hz, 890 Hz, 1500 Hz

        • Sélectionnez une partie du signal puis :
        Analyse -> Tracer le spectre

        Notez les fréquences des principaux pics et comparez les aux fréquences de départ.

• Sélectionner la section Le timbre d’un son est caractérisé par la forme du motif élémentaire du signal (présence d’harmoniques)

  Le timbre d’un son est caractérisé par la forme du motif élémentaire du signal (présence d’harmoniques)

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  • Sélectionner l’activité Sons à télécharger

    

    Sons à télécharger Dossier
  • Sélectionner l’activité Le timbre d’un son est caractérisé par la forme du motif élémentaire du signal (présence d’harmoniques).

    
    Ouvrez avec Audacity le son de la flute (clean-flute-a3_80bpm_A.wav)

    Visualisez la forme du signal et les fréquences associées en utilisant la transformé de Fourier. Que constatez vous ?

    Notez dans un tableur les différentes fréquences qui composent ce son et déterminez la relation qui existe entre elles.

• Sélectionner la section Calcul de la vitesse de propagation dans l’air

  Calcul de la vitesse de propagation dans l’air

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  • Sélectionner l’activité Calcul de la vitesse de propagation dans l’air

    À l’aide de l’application Phyphox et de son chronomètre sonore (seuil 0,3 unité, délai minimum 0,1s).

    Principe : 
    Le chronomètre sonore débute lorsqu’il perçoit un bruit et s’arrête lorsqu’il en perçoit un second.

    
    Déterminez la vitesse du son dans l’air.

• Sélectionner la section Effet Doppler

  Effet Doppler

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  • Sélectionner l’activité Effet Doppler

    

    Expérience
    Le téléphone 1 mesure le son émis par le téléphone 2.
    Téléphone 2 : Phyphox « Générateur de son » : 3700 Hz (fréquence de référence)
    Téléphone 1 : Phyphox « Effet Doppler » :

    Faites tournoyer le téléphone 2 devant le téléphone 1 et enregistrer.
    Rendez-vous dans les résultats et notez la fréquence :
         𝑓_𝑀𝑎𝑥  (lorsque le téléphone 2 s’approche du téléphone 1)
         𝑓_𝑀𝑖𝑛 (lorsque le téléphone 2 s’éloigne du téléphone 1)

    
    Calculez l’écart de fréquence :

    ∆𝑓= 𝑓_𝑀𝑎𝑥−𝑓_𝑀𝑖𝑛

    Démonstration mathématique (si besoin ;) :