3B Scientific Acoustics Kit - Manual (Page 22)

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Explication : le diapason en métal léger possède
une fréquence de 1700 vibrations à la seconde.
Selon l’équation simple
Vitesse du son
Longueur d ' onde
Frécuence
=
m ,
Hz
s / m
⋅ =
⋅
⋅
2 0
1700
340
la longueur d’onde correspondante est de 20 cm.
Dans un tube de 45 cm de long, il est donc possible
«
d’emmagasiner » 4½ demi-ondes ou 2 ondes
pleines et un quart d’onde, comme l’a montré
l’expérience. On obtient toujours un ventre
d’oscillation à l’ouverture du tube et un nœud au
fond.
17. Fond de résonance
• Faites fortement vibrer le diapason a’ = 440
Hertz en utilisant le marteau du métallophone
et placez-le sur le plateau de table en utilisant
sa tige.
Le son du diapason à peine perceptible à l’air libre
est à ce point amplifié lorsque le diapason est posé
sur la table qu’on peut à présent l’entendre
clairement dans toute la pièce.
Explication : entraînée par les vibrations amplifiées
et désamplifiées du manche, la table se met à
vibrer. Etant donné que la surface effective de la
table est sensiblement plus grande que celle du
diapason, l’intensité du son s’accroît
considérablement.
18. Caisse de résonance
• Frapper avec force le diapason a’ = 440 Hertz
et le poser sur le manche sur la caisse de
résonnance du sonomètre..
On obtient une amplification significative du son.
Explication : même explication que pour
l’expérience 17.
19. Résonateur sphérique
• Tenir les résonateurs de Helmholtz l’un après
l’autre avec la petite pointe contre l’oreille.
On perçoit un son dont la gravité est
proportionnelle à la taille du diamètre du
résonateur.
Explication : chaque cavité quelle qu’elle soit (tube,
sphère creuse) possède une certaine composante
fondamentale, quasiment exempte de sons
harmoniques. Cette composante fondamentale
peut être activée en soufflant dans la cavité par
l’ouverture de cette dernière ou en frappant
seulement avec le doigt replié contre la cavité.
L’oscillation propre n’est cependant en premier
lieu également activée que lorsque le bruit
environnant contient des sons qui sont en
harmonie avec la composante fondamentale du
résonateur. Le résonateur sphérique permet donc
de vérifier le contenu en sons partiels d’un son.
Lorsqu’un silence absolu règne dans une pièce, le
résonateur demeure muet.
20. Principes des instruments à cordes
• Glisser la barrette sur chant sous la corde du
sonomètre de façon à ce que le bord droit
corresponde exactement au chiffre 20 de
l’échelle de mesure et que la corde de 40 cm
soit divisée en deux sections d’une longueur
égale à 20 cm chacune.
• Accorder la moitié de la longueur de la corde
au diapason (440 Hz) a’ (la du diapason) en
tournant la cheville.
• Comparer les hauteurs du son à 40 cm, 20 cm,
10 cm et 5 cm de longueur de corde en pinçant
la corde ou mieux, en utilisant un archet.
A une longueur de corde de 20 cm, on obtient le
ton-étalon a’ = 440 Hertz, à 40 cm, le ton a = 220
Hertz, plus grave d’un octave, à 10 cm le ton a’’ =
880 Hertz plus haut d’un octave et à une longueur
de corde de 5 cm, le ton a’’’ = 1760 Hertz, plus aigu
de 2 octaves..
Explication : pour une longueur de corde double,
on obtient un ton plus grave d’une octave, pour
une demi-longueur de corde la 1
ère octave et pour
un quart de longueur de corde, la 2 ème octave. Les
fréquences des cordes ont un comportement
inversement proportionnel à celui de leurs
longueurs.
21. Gammes des instruments à cordes
• Jouer la gamme connue à l’oreille humaine sur
le sonomètre en déplaçant la barrette et
calculer les longueurs respectives de la section
de corde vibrante et le rapport de cette section
à la longueur totale de la corde (40 cm).
Ton Longueur de
corde
Rapport de
longueur
Do 40 cm 1
Ré 35,55 cm 8/9
Mi 32 cm 4/5
Fa 30 cm 3/4
Sol 26,66 cm 2/3
La 24 cm 3/5
Si 21,33 cm 8/15
Do’ 20 cm 1/2
Explication : la longueur de la corde doit être
réduite de moitié si l’on veut atteindre l’octave
sous les mêmes conditions (tension, épaisseur de la
corde, etc.). Pour les autres tons de la gamme, on
obtient des indices très simples exprimant le