Oscillations et ondes
Caractéristiques physiques et perceptives du son
Observez comment amplitude, fréquence fondamentale et harmoniques façonnent une onde sonore. Reliez la hauteur à la fréquence, l'intensité perçue à l'amplitude/niveau dB et le timbre au spectre d'harmoniques.
⚠ Simulation à affichage seul ; avec un son réel, évitez les niveaux supérieurs à ~85 dB sur de longues durées pour protéger l'ouïe.
Matériel
- Modèle d'onde sonore tracée comme courbe de déplacement sur le canevas
- Curseur d'amplitude de l'onde
- Curseurs de fréquence fondamentale et de rapport du second harmonique
- Affichages des grandeurs et bouton Pause
Protocole
Modifier l'amplitude : l'intensité perçue
Déplacez le curseur d'amplitude : les crêtes s'élèvent sans changer la forme. Une plus grande amplitude = pression acoustique plus forte = son plus fort ; l'intensité croît comme le carré de l'amplitude, donc gagne ~6 dB par doublement.
Modifier la fondamentale : la hauteur
Déplacez le curseur de fréquence : l'onde se contracte ou s'étire selon l'axe du temps. Une fréquence plus élevée donne un son plus aigu — doubler la fréquence monte d'une octave. Notez la lecture f et reliez la période T = 1/f sur la figure.
Ajouter des harmoniques : le timbre
Augmentez le curseur du second harmonique : la forme d'onde quitte le sinus pur et s'accentue — même hauteur et même intensité mais timbre différent, comme deux instruments distincts. Remettez à 0 pour comparer au sinus élémentaire.