Explication : des barres élastiques se transforment
en systèmes mécaniques pouvant vibrer si elles
reposent sur les points de leurs nœuds vibratoires
(à une distance des extrémités égale à environ 22 %
de la longueur totale).
7. Infrason
•
Faire
osciller
le
d'enregistrement en exerçant une pression
simultanée sur les deux branches et en les
relâchant ensuite brusquement.
Le diapason exécute des oscillations lentes qui sont
encore bien perceptibles à l'œil. En collant le
diapason à l'oreille, on perçoit un son très grave
(encore à peine perceptible).
Explication : les branches du diapason vibrent en
sens opposé dans un va-et-vient et compriment et
raréfient l'air environnant Si ces compressions et
raréfactions tombent dans l'oreille, le tympan se
met à vibrer en même temps. On entend alors un
son.
Le diapason oscille à raison d'environ 20
oscillations à la seconde. Le son le plus grave qui
puissent encore être perçu possède environ 16
oscillations à la seconde. Les vibrations inférieures
à 16 Hertz ne sont plus perceptibles à l'ouïe. On les
désigne sous le terme d'infrasons (en latin infra
signifie en-dessous).
8. Ultrason
•
Souffler dans le sifflet de Galton.
On ne perçoit plus aucun son mais seulement un
bruit comparable à un sifflement.
Résultat : en raison de sa longueur réduite, le
sifflet de Galton produit des sons très aigus qui ne
sont plus perceptibles pour l'oreille humaine. On
les désigne sous le terme d'ultrasons (en latin ultra
signifie au-dessus).
9. Diapason avec pointe d'enregistrement
•
Fixer le crayon aux branches du diapason à
pointe d'enregistrement.
•
Faire osciller le diapason en pressant les
branches l'une contre l'autre et déplacer le
crayon régulièrement sur une feuille de papier
posée sur un support suffisamment rigide.
Le crayon dessine sur le papier une ligne ondulée
constituée de longueurs d'ondes constantes mais
d'amplitude décroissante.
Explication : le son est généré par l'oscillation
périodique de corps solides, liquides ou gazeux. Le
lieu géométrique des particules vibrantes du corps
en fonction du temps se situe sur une ligne
ondulée (la ligne sinusoïde). En cas de choc unique,
les corps vibrants exécutent une oscillation
« amortie » (diminution constante de l'amplitude).
Si l'alimentation en énergie est constante (tonalité
diapason
à
pointe
continue d'un klaxon, tuyau d'orge constamment
alimenté en air), nous obtenons une oscillation
non amortie d'amplitude constantes (= puissance
sonore).
10. Ondes progressives
•
Nouer la boucle de la corde vibrante à une
poignée de porte.
•
Tendre moyennement la corde et exécuter un
mouvement latéral par à-coups avec la main.
Un ondulation est générée à partir du centre du
mouvement (la main) qui parcourt la corde avec
une certaine vitesse de progression, se réfléchit à
l'extrémité fixe et revient au point de départ.
Explication : tout corps solide, liquide et gazeux
génère des oscillations lors d'une secousse
soudaine ; ces oscillations se propagent sur le
support vibrant avec une certaine vitesse de
propagation.
11. Effet Doppler
•
Frapper le diapason en métal léger (1700 Hz)
en utilisant le marteau du métallophone, le
maintenir brièvement au repos et l'agiter de
part et d'autre ensuite rapidement dans l'air.
Lorsqu'il est au repos, le diapason produit un son
fort d'une hauteur constante. Lorsqu'il se trouve en
mouvement, la hauteur du son varie constamment.
Si l'on effectue le mouvement en le rapprochant de
l'oreille, le son augmente, si le mouvement est
éloigné de l'oreille, le son diminue.
Explication : la diminution de la distance de la
source sonore par rapport à l'oreille raccourcit
l'intervalle temporel entre deux compressions étant
ème
donné que la 2
compression effectue un parcours
plus court vers l'oreille que la première. L'oreille
perçoit une fréquence plus élevée. Le son devient
plus aigu. Si l'on éloigne la source sonore de
l'oreille, les intervalles de temps entre les
compressions et les raréfactions sont prolongés. Le
son devient plus grave.
12. Figures de Chladni
•
Fixer la plaque de Chladni au moyen de la
pince-étau et du bloc en matière plastique au
plan de travail. Répartir du sable anisé ou un
matériau similaire sur la plaque, de façon à ce
que celui-ci recouvre un tiers de la plaque
d'une fine couche.
•
Faire glisser un archet de violon bien enduit de
colophane exactement au milieu de deux
extrémités en touchant régulièrement et
légèrement une extrémité avec le doigt de
l'autre main.
•
Faire glisser l'archet plusieurs fois avec vigueur
sur la plaque de manière à ce que celle-ci
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