Nous allons voir dans cette page que les ondes sonores sont décomposables en plusieurs ondes sinusoïdales pures grâce à l’expérience de la corde de Melde.
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L'expérience de la corde de Melde
La corde de Melde permet d’observer des vibrations autorisées (= les modes propres) sur une corde tendue. En fonction de la fréquence de vibration, des nœuds et des ventres se forment sur la corde. Les fréquences propres dépendent de la tension, de la longueur et de la masse de la corde.
A l’aide de la vidéo et de la simulation d’expérience ci-dessous, réalisez le travail demandé.
Vidéo - Corde Melde
Source – koreus.com
Simulation - Corde de Melde
Vous pourrez faire varier différents paramètres (tension, fréquence) pour constater l’apparition de vibrations autorisées sur une corde.
- Faites varier la fréquence et / ou la masse pour constater l’apparition de vibrations.
- Fixer la masse à 30 g.
Travail :
- Relever les fréquences pour lesquelles apparaissent des vibrations ; trouver une relation simple entre toutes ses fréquences.
- En jouant avec les différents paramètres de la simulation ci-dessous, laquelle des formules ci-dessous modélise le mieux l’expérience ?
Décomposition spectrale d'une onde
La corde de Melde montre qu’une onde se décompose en plusieurs modes de vibration correspondant à des fréquences propres. Lorsqu’une onde sonore complexe est produite, elle peut être représentée comme la superposition de plusieurs ondes sinusoïdales de fréquences distinctes, analogues aux modes de vibration observés sur la corde de Melde.
Générateur et analyseur d'onde
4 fonctionnalités sont à disposition : addition d’onde, analyseur audio, électrocardiogramme ECG et spectre RMN.
Synthèses et spectres de sons musicaux
Vous pourrez :
- créer un son complexe à partir de la fréquence fondamentale et de ses harmoniques.
- visualiser l’analyse spectrale en direct de différents instruments de musique et de sons synthétisés.
- créer un son synthétisé en variant la fréquence fondamentale et ses harmoniques.
