La même note jouée par des instruments différents provoque une sensation auditive différente

Résumé du document

Les sons font partie intégrante de l'environnement humain. Chacune de nos actions, même la plus anodine, peut d'ailleurs être liée à un son caractéristique. Au sein de cette multitude de sons, on peut isoler un groupe de sons particuliers : les sons musicaux. Ces derniers sont volontairement produits, pour leur qualité auditive, par divers instruments de musique qu'on classe généralement en trois catégories : les vents, les cordes et les percussions (...)

Extraits

[...] L'intensité sonore correspond à la puissance de la vibration sonore reçue par unité de surface au niveau d'un récepteur. L'onde se propageant dans les trois dimensions de l'espace, la puissance émise par la source se repartit sur une surface qui augmente avec l'éloignement de la source. L'intensité s'affaiblit donc avec la distance du récepteur à la source. d - le timbre : Le timbre est la qualité qui permet de distinguer deux notes de même hauteur jouées par deux instruments différents. [...]

[...] En effet, ce théorème nous permet de décomposer un son complexe en sa fondamentale et ses différents harmoniques, comme on l'a vu. Pour illustrer le théorème de Fourier, énoncé plus haut, on peut prendre un exemple. Soit un son complexe composé d'un premier son pur de fréquence f1=220Hz (la note et d'un deuxième son pur de fréquence f2=440Hz ( le La à l'octave au-dessus). Le son complexe, représenté par la courbe noire, est composé du son pur de fréquence f1, représenté par la courbe bleu foncé, et du son pur de fréquence f2, représenté par la courbe bleu clair. [...]

[...] En fait il s'agit d'un instrument qui tient à la fois de la clarinette et du hautbois. Il existe 14 modèles différents de saxophone, mais 8 sont encore construits et couramment utilisés. Si le saxophone soprano et sopranino sont des instruments droits et ressemblent à des clarinettes épaisses, les 6 autres modèles : le ténor, le baryton, la basse, la contrebasse, et la sous-contrebasse ont un tuyau courbe et un pavillon orienté vers le haut. Ultrason Un ultrason est une vibration sonore inaudible, de fréquence supérieure à 20 000Hz. [...]

[...] Ce qui paraît normal puisque ces sons ne provoquent pas la même sensation auditive. Mais elles ont tout de même un point commun : toutes ces courbes ont presque une même période et donc une même fréquence. Pour en apprendre d'avantage nous avons réalisé une analyse de Fourier (voir documents tpeguitare et TPE SAXO Nous pouvons alors observer premièrement la présence d'une même fondamentale pour les trois sons, et la même pollution sonore que précédemment. Mais aussi et surtout nous pouvons constater la présence, chez ces deux derniers sons, d'harmoniques plus ou moins marqués. [...]

[...] En effet, nul besoin d'être mélomane pour distinguer le son de la flûte de celui du saxophone, ou pour savoir que le son de la guitare est plus aigu que celui de la contrebasse. Nous allons donc chercher à comprendre physiquement pourquoi une même note jouée avec des instruments différents provoque une sensation auditive différente. Cette problématique nous invite tout d'abord à définir le son, et à mettre en évidence les propriétés le caractérisant. Puis, après avoir exposé le théorème de Fourier, nous vous rapporterons en détail les expériences effectuées afin de répondre au problème posé. Merci de votre attention et bonne lecture. [...]