Objectif de la séance
Loin des considérations générales de la première séance, cette seconde séance propose de permettre aux élèves de comprendre comment fonctionne le système auditif de manière simplifiée et dégagée de toute considération biologique.
Matériel nécessaire :
- un ordinateur avec enceintes
- (si dispo) un sifflet à ultrasons
Activités sur la perception auditive
Je propose une série de petites activités à conduire avec le groupe d'élèves. Ils seront répartis en plusieurs petits groupes. Attention, il faut prévoir un encadrement exceptionnellement plus conséquent (un ou deux adultes de plus selon la capacité d'attention du groupe) car certaines activités sont conçues avec de l'eau. On peut prévoir un temps donné pour chaque activité (le temps que tous les élèves puissent pratiquer) puis une rotation.
Activité sur le parcours du son dans l'air (1)
Matériel nécessaire : une casserole ou une poêle, un grand bol, du papier calque ou du film alimentaire, du sel, une cuillère en bois
Objectif : montrer que le son se déplace dans l'air sous la forme de vibrations qui percutent tout obstacle qu'elles rencontrent.
Principe : recouvrir un bol avec du film plastique ou un papier calque. Déposer un peu de sel fin sur ce film. Prendre une poêle et la placer en l'air au-dessus du bol. Prendre la cuillère en bois, taper sur la poêle et vérifier que le sel se met à « danser ». Quand les vibrations produites par les coups de cuillère sur la poêle se propagent dans l'air, elles percutent tout obstacle sur leur chemin. Si cet obstacle est fin, comme ici le film plastique, il se met lui aussi à vibrer. Si le film est couvert de sel, le sel se met alors à danser.
Activité sur le parcours du son dans l'air (2) FACULTATIVE
Matériel nécessaire : un grand espace proche de l'école (une grande cour ou un petit stade municipal), un ballon de football.
Objectif : montrer que la propagation du son s'entend aussi dans l'espace. Un son émis à très fort volume se propage dans l'air, dans l'espace. Si cet espace est réduit, la perception du son est immédiate. Si on allonge la distance entre la source d'émission d'un son et sa réception, on observera un décalage.
Principe : placer deux groupes d'élèves aux deux extrémités d'une grande cour d'école ou d'un terrain de sport. Demander au premier groupe de pousser un cri bref et au même moment de lever les bras. Demander aux élèves du deuxième groupe d'observer s'ils remarquent ou pas un décalage entre les bras levés par les élèves (ce qu'ils voient) et le cri poussé (ce qu'ils entendent). Si l'activité se tient un jour de vent, il est préférable de faire deux fois l'activité, une fois avec le vent dans le dos (le vent porte le son qui parcourt donc la distance plus vite) et une fois avec le vent de face (le vent ralentit le son).
Activités sur le parcours du son dans l'eau
Matériel nécessaire : un récipient (un seau en plastique par exemple) plein d'eau, une table ; deux ballons type baudruche en latex, une table.
Objectif : montrer que les sons se propagent aussi dans l'eau, mais que les vibrations sonores se déplacent plus facilement dans l'eau que dans l'air.
Principe : pour la première activité, on va remplir un récipient d'eau, le poser sur une table, donner quelques coups SOUS la table (avec son poing par exemple) et constater que la surface de l'eau du récipient placé SUR la table se met à vibrer.
Pour la deuxième activité, on remplit un premier ballon avec de l'eau, on gonfle le second. On pose le premier ballon sur une table, on pose son oreille sur le ballon et on donne quelques coups sous la table. On compare ce qui se passe quand on fait la même chose avec le ballon gonflé. On entend mieux les sons avec le ballon rempli d'eau, ce qui prouve que l'eau conduit encore mieux les sons que l'air.
Activité sur la perception des fréquences aigues et graves
Matériel nécessaire : une règle, une table, un instrument à corde, un gros élastique attaché à une chaise.
Objectif : montrer que la vitesse de vibration a un impact sur la fréquence du son. Plus la vitesse de vibration est élevée, plus le son est aigu. Plus la vitesse de vibration est lente, plus le son est grave.
Principe :
On pose la règle sur la table en la faisant dépasser un peu. On appuie sur la règle et on la relâche. On constate une vibration. On fait maintenant largement dépasser la règle et on appuie à nouveau dessus. En relâchant, on constate que les vibrations sont plus espacées et que le son est plus grave. On peut renouveler l'expérience après explications. Un son aigu implique une vibration rapide, un son grave une vibration lente.
On peut, dans un deuxième temps, vérifier ces conclusions en demandant aux élèves de poser leur doigts sur leur gorge, d'émettre un son grave puis aigu. Bien attentifs, ils doivent être capables de ressentir une différence de vibration entre le son grave et le son aigu.
On peut aussi vérifier à l'aide d'un instrument à corde, par exemple une guitare. Jouer la corde Mi grave (la première). Regarder la vibration de la corde. Poser un doigt le long du manche sur la même corde, et pincer la à nouveau. On entend un son plus aigu et on constate une vibration accélérée.
Enfin, l'expérience est possible avec un gros élastique attaché à une chaise. Frapper l'élastique sans trop tirer puis écouter. Tendre l'élastique et le frapper à nouveau. Le son est plus aigu, la vibration est accélérée.
David Ridet, enseignant missionné auprès de Ciclic par le Rectorat de l'académie d'Orléans-Tours (Janvier 2015)
