Term S Spé physique Acoustique musicale – son musical Caractéristiques d’un son musical Exp : Près d’un diapason ou d’un clavier musical, on place un microphone relié à l’interface d’acquisition pilotée par le logiciel Synchronie. On enregistre « l’image » du son sous forme d’une tension électrique. Les 5 expériences sont toutes réalisées dans les mêmes conditions ( distance microphone – instrument, température, … ) Exp 1 : la3 émis par un diapason frappé doucement Exp 2 : la3 émis par un diapason frappé plus fort Exp 3 : la3 au clavier musical ( piano ) Exp 4 : si3 au clavier musical ( piano ) Exp 5 : la3 au clavier musical ( clavecin ) Ouvrir sous Synchronie le fichier « acoustique musicale ». Déterminer période et fréquence ( ainsi que l’amplitude pour les exps 1 et 2 ) pour les 5 enregistrements et compléter le tableau ci-dessous. Exp 1 Exp 2 Exp 3 Exp 4 Exp 5 Période du son ( ms ) Fréquence du son ( Hz ) Amplitude de la tension électrique (V) Répondre au questionnaire suivant pour préciser en quoi les enregistrements se ressemblent ou diffèrent. 1) Quelle est la grandeur physique de l’onde qui change lorsque l’intensité sonore change ? ( préciser les expériences utilisées pour répondre ) 2) Qu’est-ce qui différencie deux notes de musique, la et si par exemple joué par un même instrument ? 3) Quelles sont la(les) caractéristique(s) commune(s) de deux mêmes notes jouées par deux instruments différents ? Quelles sont la(les) caractéristique(s) qui diffèrent ? Définitions : Un son musical pur ------- Un son musical complexe ------------ Analyse d’un son musical L’analyse d’un son musical est basée sur le Théorème de Fourier = Une fonction périodique non sinusoïdale de fréquence f est la somme de fonctions sinusoïdales de fréquences f , 2f , 3f ..... Principe de l'analyse d'un son musical ( analyse de Fourier ) : Analyser un son musical de fréquence f consiste à déterminer les caractéristiques des sons purs ( sinusoïdaux ) de fréquences f, 2f, 3f ... qui émis simultanément reproduiraient le son étudié. Le son pur de fréquence f est appelé « fondamental »;. Les sons purs de fréquences 2f, 3f, ... sont appelés « harmoniques 2, harmonique 3,…. ». Le spectre d'un son musical est constitué de raies verticales indiquant les fréquences ( en abscisse ) et l'amplitude du fondamental et de chaque harmonique ( en ordonnée ). sous Synchronie ( avec l’aide fournie ), réaliser l’analyse du son de l’expérience 1 ( la3 émis par un diapason ) et préciser les fréquences et les amplitudes du fondamental et des harmoniques ( ne garder que les trois pics les plus intenses ) Pic Fréquence ( Hz ) Amplitude ( V ) 3 1 2 3 sous Synchronie ( avec l’aide fournie ), réaliser l’analyse du son acquis ( ) et préciser les fréquences et les amplitudes du fondamental et des harmoniques ( ne garder que les trois pics les plus intenses ) Pic Fréquence ( Hz ) Amplitude ( V ) 2 sous Synchronie ( avec l’aide fournie ), réaliser l’analyse du son de l’expérience 3 ( la3 émis par un piano ) et préciser les fréquences et les amplitudes du fondamental et des harmoniques ( ne garder que les trois pics les plus intenses ) Pic Fréquence ( Hz ) Amplitude ( V ) 1 1 2 3 Répondre au questionnaire suivant : 1) L’analyse de Fourier donne un spectre du signal observé. Comment l’axe des abscisses est-il gradué ? Que représente chacune des barres du diagramme obtenu ? 2) Qu’est-ce qui caractérise un son pur comme celui du diapason lorsqu’on pratique une analyse de Fourier. 3) Le son produit par un piano est dit complexe. Qu’est-ce qui le différencie d’un son pur ? Fiche d’aide à l’utilisation de Synchronie pour réaliser le spectre d’un son ( analyse de Fourier ) Sélectionner la fenêtre qui contient le signal périodique à analyser Dans le menu Traitement, choisir Analyse de Fourier Choisir le signal à analyser ( par exemple U_1 ) sélectionner Périodes, comme partie à traiter cliquer sur l’icône Définir et cocher Mode automatique puis OK Puis cliquer sur l’icône Calculer. Une fenêtre d’analyse s’ouvre et présente le spectre sonore du signal. A l’aide du réticule aux 3 pics les plus intenses ) , déterminer les fréquences du fondamentale et des harmoniques ( se limiter