Pour décrire les sons, les musiciens leur associent des caractéristiques telles que la hauteur, le timbre et l'intensité. Nous allons étudier les grandeur physiques qui permettent de définir un son et considérer leurs effets sur notre perception auditive.
A Hauteur d'un son

1.Hauteur et fréquence d'un son

Quel est le domaine des fréquences audibles pour l'oreille humaine ?

Comment qualifie-t-on les sons en-dehors de ce domaine ?

Qu'est-ce qu'un son grave ? Un son aigu ?

La hauteur d'un son est associée à la fréquence de la vibration sonore.

2.Mesure de la hauteur d'un son pur - Spectre

A l'aide de la simulation suivante ,Montrer que :

Tout signal périodique peut être décomposé en une somme de signaux sinusoïdaux (Théorème de Fourier).

Le spectre d'un signal périodique est la représentation de l'amplitude des signaux sinusoïdaux constituant le signal en fonction de leur fréquence.

A chaque signal sinusoïdal est associé un trait d'amplitude et de fréquence correspondant au signal.

Ouvrir le fichier diala4, correspondant à la note La4 joué par un diapason.
Quelle est l'allure du signal sonore ? Définir alors un son pur.

Avec l'outil réticule, déterminer la période T du signal sonore et en déduire sa fréquence f. ( Pour plus de précision, mesurer plusieurs périodes).

Comparer avec la fréquence 440 Hz associée à cette note: écart relatif.

Analyse de Fourier, choisir le signal à analyser et délimiter précisement l'intervalle de calcul sur une période.

Une seconde fenêtre s'ouvre dans laquelle apparaît le spectre du son pur.
Quelle est l'allure du spectre d'un son pur ?

" Avec l'outil Réticule, déterminer la fréquence et l'amplitude du signal sonore associé au La4 du diapason.

Comparer avec la fréquence et l'amplitude du signal enregistré.

.Mesure de la hauteur d'un son complexe

Charger le fichier violon delphine n°2 associé au violon.
Le signal sonore est-il sinusoïdal ? Est-il périodique ? Justifier.

Déterminer la période T puis la fréquence f du signal sonore

Réaliser le spectre du son complexe associé au signal du violon en isolant un motif du signal.

Noter les valeurs des fréquences des 3 premiers harmoniques, notées f1 , f2 et f3.

Comparer la fréquence f1 de l'harmonique n°1 avec la fréquence f du signal sonore et conclure.

Quelle relation a-t-on entre la fréquence fn de l'harmonique de rang n avec la fréquence f1 de l'harmonique de rang 1 ?

Comparer l'intervalle de fréquence entre deux harmoniques consécutifs sur le spectre et f1 .

Définir un son complexe.

Un analyseur de son particulier