[PDF] TP Acoustique musicale et physique des sons





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TP : Acoustique musicale gammes

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1

TP Acoustique musicale et physique des sons

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

1. Quel est le domaine des fréquences

Comment qualifie-t-on les sons en-dehors de

ce domaine ?

2. - son grave ? Un son aigu ?

La hauteur la fréquence de la vibration sonore.

Matériel

U logiciel Latis-Pro.

Réglages préalables

Relier le micro entre la voie EA0 et la masse.

Ouvrir le logiciel Latis Pro.

Dans " Paramètres », cliquer sur EA0 pour activer

Faire un clic droit sur EA0 :

- Choisir le calibre + 0,200 / -0,200 V (échelle verticale) - Propriétés puis Affichage puis Style, choisir trait. Dans " Acquisition », choisir 500 points de mesures et une durée totale

5.0 ms.

Acquisition

Positionner le microphone proche du diapason, produire un son avec le diapason et appuyer immédiatement sur F10 pour faire une acquisition ou sur licône " lecture ». Un clic droit dans la fenêtre 1 permet de faire un Calibrage 2 ? Définir alors un son pur.

2. Avec l'outil réticule, déterminer la période T du signal sonore et en déduire sa

fréquence f. (Pour plus de précision, mesure plusieurs périodes).

3. Comparer avec la fréquence 440 Hz associée à cette note.

Dans Latis- traitements » puis " calculs spécifiques » puis " analyse de Fourier

étudié.

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

1. Quelle est l'allure du spectre d'un son pur ?

2. Avec l'outil " réticule », déterminer sur le spectre la fréquence du signal

sonore associé au signal sonore du diapason.

3. Mesurer sur le spectre l'amplitude de la raie du spectre. Que représente

A chaque signal sinusoïdal est associée une raie spectrale d'amplitude et de fréquence correspondant au signal sinusoïdal. En utilisant le même principe que précédemment, enregistrer le son émis par une flûte à bec jouant un Sol.

1. Le signal sonore est-il sinusoïdal ? Est-il périodique ? Justifier.

2. Déterminer la période T puis la fréquence f du signal sonore.

3. Réaliser le spectre de ce son complexe associé au signal.

curseur données » relever les fréquences des trois premières harmoniques, notées f2,f3 et f5.

5. Comparer la fréquence f1 du fondamental avec la fréquence f du signal sonore.

Conclure.

La hauteur la fréquence de son fondamental.

6. Quelle relation simple a-t-on entre la fréquence fn de l'harmonique de rang n

et la fréquence f1 de l'harmonique de rang 1 ? 3

7. Comparer l'intervalle en fréquences entre deux harmoniques consécutifs sur le

spectre et la fréquence f1.

8. Définir un son complexe.

1. Timbre et instrument de musique

de musique : contrebasse, clarinette et violon.

La sensation sonore est elle la même ?

Le timbre permet de différencier deux notes de même hauteur jouées par des instruments différents.

2. Spectres sonores du Do3 joué au violon et à la clarinette

On a enregistré la note Do3 associée aux instruments : violon (Do3violon.WAV) et clarinette (Do3clarinette.WAV). Réaliser le spectre du son complexe associé à chaque instrument.

1. Noter les valeurs des fréquences et amplitudes des 3 premiers harmoniques

pour chaque instrument.

2. Pour une même note jouée par deux instruments différents, le timbre dépend-

il de la hauteur du son ? De quoi dépend-il alors ? Une vibration sonore associée à une note émise par un instrument ne conserve pas généralement la même amplitude pendant toute la durée de l'émission. On définit alors :

L'attaque du son, au

début de l'émission.

L'extinction du son, de la

vibration diminue avant de s'annuler, à la fin de l'émission.

Le corps du son,

L'attaque et l'extinction constituent les transitoires du son. Ouvrir le fichier Do2guitare.WAV et le fichier Do4f Audacity, observer les enveloppes de ces deux Do émis par des instruments différents.

1. Que peut-

flûte et la guitare ?

2. Vérifier vos observations en écoutant les notes jouées pour chaque

instrument. Les transitoires jouent un rôle important dans le timbre d'un instrument. 4

4. La gamme tempérée

Une gamme est une succession de notes dont les combinaisons produisent des effets sonores agréables. Jean Sébastien Bach (1685-1750) a élaboré la gamme dite tempérée qui est toujours utilisée de nos jours. Deux notes dont le rapport de fréquences est 2, sont séparées par une octave. Une octave comprend sept notes : do, ré, mi, fa, sol, la, si. intervalles égaux appelés demi-tons. Le rapport de fréquences de deux demi-tons consécutifs est donc égal à : 21/12. Deux notes de musique successives sont séparées par un ton ou par un demi ton. rrespondante :

Exemple

La fréquence du ré3=293,66 Hz. Calculer celle du mi3

Spectre pour le Do3 violon

Spectre pour le Do3 clarinette

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