TPP 07

Tp  6 HAUTEUR ET TIMBRE D’UN SON MUSICAL
Cette fiche Tp est le fruit du travail de Mme Tavernier, professeur de physique au lycée Montaigne de Mulhouse.
CONTEXTE DU SUJET
On veut comparer des sons émis par différents instruments en analysant des
signaux temporels et des spectres de fréquence afin de comprendre les notions
de hauteur et de timbre d’un son musical.
On dispose ainsi d’une banque de données de notes de musique jouées par des
instruments différents. Les fichiers présentés existent en 2 formats: .wma à
écouter et .ltp pour LatisPro à analyser.
DOCUMENTS MIS A DISPOSITION.
Document 1.
La gamme utilisée actuellement, a été élaborée au XVIIe siècle et popularisée par Jean Sebastien Bach. En partant de la fréquence de
la note fondamentale, il suffit de multiplier à chaque fois par 12 2 la fréquence, pour trouver la note suivante.
Document 2.
La flute à bec soprano est un instrument à vent qui joue
les notes des octaves 4 et 5.
Lycée Michel de Montaigne - M. Brasseur - Année 2012 / 2013
Document 3.
Pour faire l’acquisition d’un son, il faut relier le fiche rouge du micro sur la voie EA0 de l’interface et la fiche noire du micro sur la
masse de l’interface.
On sélectionne la voie EA0
On sélectionne un nombre de points de 1000. A vous de déterminer le temps de l’acquisition (voir
le protocole expérimental).
On sélectionne la source EA0, pour un déclenchement montant et un seuil de 20 mV
On colle le micro contre le biseau de la flûte
On lance l’acquisition en appuyant sur la touche F10.
!
Il faut lancer l’acquisition, après que la note soit jouée. Il faut donc
jouer la note dans la flute, lancer l’acquisition et ensuite sulement
arrêter de soufler
TRAVAIL A EFFECTUER
1. Identifier un instrument de musique.
Ecouter les fichiers .wma présents et essayez d’identifier l’insturment utilisé.
1. Compléter le tableau 1. donné en Annexe.
2. Hauteur d’une note.
A l’aide de LatisPro, ouvrez le fichier H.ltp.
2. Quelle est l’allure du signal observé sur la représentation temporelle ? Le son est-il pur ? Justifiez.
3. Mesurez la période des oscillations T le plus précisèment possible. En déduire la fréquence f.
4. D’après le tableau des fréquences de la gamme tempérée, quelle est la note jouée ?
5. Reprendre l’étude pour les autres notes et remplir le tableau 2. donné en Annexe.
3. L’analyse spectrale d’une note.
A l’aide de LatisPro, ouvrez le fichier D.ltp.
6. Quelle est l’allure du signal observé sur la représentation temporelle ? Le son est-il pur ? Justifiez.
Effectuer les étapes suivantes: Traitement / Calculs spécifiques / Analyse de Fourier. Faire glisser EA0.
7. Comment se nomme la courbe obtenue ? La reproduire qualitativement.
8. Quelle est l’allure de la représentation graphique du spectre en fréquences ? Le son obtenu est-il pur ?
9. Identifier la fréquence du son fondamental et des harmoniques. Quelle relation existe-t-il entre les fréquences de ces harmoniques ?
4. Acquisition d’une note et timbre.
A l’aide des documents 2 et 3, faîtes l’acquisition de la note E du tableau jouée à la flûte. Pour le temps d’acquisition, on prendra
un temps suffisant pour pouvoir visualiser environ 5 périodes.
Effectuer les étapes suivantes: Traitement / Calculs spécifiques / Analyse de Fourier. Faire glisser EA0.
Reproduire qualitativement le spectre de cette note
A l’aide de LatisPro, ouvrez le fichier B.ltp.
Effectuer les étapes suivantes: Traitement / Calculs spécifiques / Analyse de Fourier. Faire glisser EA0.
Reproduire qualitativement le spectre de cette note sur le même graphe que la note Do 5.
10. Comparer la fondamentale de ce son produit par un violon avec la valeur de la fondamentale du son produit par la flûte.
11. Qu’est-ce qui caractérise le timbre d’un son ?
5. Notion octave
12. Classez les fichiers du plus grave au plus aigu.
13. Deux fichiers correspondent à la même note jouée à l’octave. Identifiez-les.
Lycée Michel de Montaigne - M. Brasseur - Année 2012 / 2013

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