Notions et connaissances travaillées : Signal, son, fréquence, volume, intensité, timbre, instruments de musique, objet technique, histoire des sciences et des techniques.
Disciplines : Physique-Chimie, Technologie.
Déroulé : Le professeur propose aux élèves de réaliser une écoute silencieuse des bruits de la classe. Il leur demande ensuite de déterminer le contenu des « boîtes à sons » sans les ouvrir et de concevoir des boîtes modèles pour valider leurs intuitions concernant le contenu des boîtes mystérieuses. Les élèves observent les vibrations d’un diapason à l’œil nu, puis en utilisant une loupe. Ils plongent ensuite le diapason dans de l’eau et observent les vibrations qu’il provoque à sa surface. Les élèves s’approprient les différentes caractéristiques du son (hauteur, intensité, timbre). L’enseignant aborde, dans la dernière partie de la séquence, les inventions permettant d’amplifier le son, de l’écrire, de le lire. Il fait travailler les élèves sur la construction d’un récit historique à partir de preuves retrouvées dans des « archives ».
Message à emporter : Quand les objets vibrent, ils produisent des sons. Certaines vibrations sont si petites et/ou si rapides qu’on ne peut les voir à l’œil nu, mais on peut les mettre en évidence, en utilisant de l’eau par exemple.
Plus il y a de matière qui vibre, plus le son obtenu est grave.
Quand la corde d’une « guitare » est tendue, les vibrations sont très rapides et le son obtenu est aigu. Les vibrations d’un son aigu sont très rapides. Les vibrations d’un son grave sont lentes.
Quand on modifie la nature de la corde, le son obtenu est différent. La nature du matériau utilisé semble avoir une influence sur le son produit.
Le timbre d’un son est spécifique à un instrument de musique. Pour une même hauteur de son, des instruments différents ne « sonnent » pas de la même manière.
Pour obtenir un son de plus grand volume, il faut soit apporter plus d’énergie (par exemple, parler plus fort), soit opter pour une caisse de résonance ou utiliser un pavillon ou un porte-voix. Dans certaines matières, le son se propage mieux.
Il est possible de laisser une trace des vibrations du son sur un support matériel et de la lire ensuite. C’est ce que fait le phonographe.
Tout le monde pense que Thomas Edison est le seul inventeur du phonographe, mais il y a eu d’autres inventeurs avant lui. Scott de Martinville a créé le phonautographe et enregistré la première chanson. Charles Cros a imaginé le paléophone, qui devait pouvoir enregistrer, puis lire le son. Mais il ne l’a pas fabriqué. L’histoire correspond à ce qui s’est réellement passé, et ce qu’on appelle « la mémoire » à ce que l’on retient de l’histoire en la simplifiant.
Sommaire de la séquence :
Activité 1 : Les « boîtes à sons »
Activité 2 : Voir le son
Activité 3 : Produire des sons différents
Télécharger les activités 1 à 3
Activité 4 : Hauteur du son et tension de la corde
Activité 5 : Hauteur du son et nature du matériau de la corde
Activité 6 : Timbre
Télécharger les activités 4 à 6
Activité 7 : Amplifier le son
Activité 8 : Fonctionnement du phonographe
Activité 9 : À qui doit-on le phonographe ?
Télécharger les activités 7 à 9
Cette séquence est issue du projet "Les 1000 tours d'Edison"
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