Expériences autour des cinq sens/Cinq sens: l'ouïe
L'oreille, siège de l'ouïe, est l'organe pour transformer un signal mécanique en signal électrique qui sera interprété par le cerveau. L’oreille absolue est l’aptitude, à déterminer à l'écoute d'un son musical la ou les notes de musique correspondantes à une hauteur de son, c'est-à dire à une fréquence précise.
Cet article peut être utilisé pour illustrer une des Expériences autour des cinq sens.
Utilisation en classe
modifierPour une activité expérimentale destinée à la classe de première STL-STI2D, on peut illustrer les notions de période et de fréquence dans la partie "confort acoustique" du programme.
La flûte joue-t-elle juste?
modifierLe but de la manipulation est de déterminer si la flûte joue juste. Il faut donc trouver si les fréquences des notes émises par la flûte correspondent aux fréquences tabulées.
Le matériel disponible : 1 flûte à bec, 1 oscillateur, 1 microphone lié à un amplificateur audio, des câbles de connexion.
Démarche expérimentale
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On choisit de répondre en s'appuyant sur l'analyse d'une seule note.
On choisit de jouer la note SOL.
- Brancher le microphone à un amplificateur audio et relier l'amplificateur à l'oscilloscope.
- Jouer le SOL à la flûte et mesurer plusieurs périodes à l'aide de curseurs.
Schéma du montage
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Résultats et interprétation
modifierEchelle de temps : 500µs/div
On mesure 3T = 3,86 ms
D'où T = 1,286 ms
À partir de la période, on calcule la fréquence avec la formule f=1/T.
On trouve f=777 Hz
Calculons l'incertitude sur la fréquence lorsqu'on utilise les curseur sur l'oscilloscope avec un niveau de confiance 95% :
On trouve U95(f) = 17 Hz
Le résultat est donc : fsol = (777 ± 17) Hz avec un niveau de confiance 95%.
Cela signifie qu’il y a 95% de chance que la fréquence de la note soit dans l'intervalle [760 Hz ; 794 Hz].
La fréquence tabulée est 784 Hz (SOL4), on constate donc que la valeur tabulée est dans l'intervalle de confiance.
Conclusion
modifierLe sol4 de la flûte est donc juste. On pourrait reprendre cette démarche pour chacune des notes, et si toutes les notes sont justes, on pourra conclure que la flûte joue juste.
