NOTIONS DE SIGNAL PÉRIODIQUE /ALTERNATIF DE PÉRIODE /AMPLITUDE EN CLASSE DE  PHYSIQUE DE TROISIÈME

Daniel BEAUFILS, Jean-Claude LE TOUZÉ
© INRP - TECNE
Dernière mise à jour 11/05/1998

Notes : En cliquant sur    vous pourrez écouter les sons correspondants ; de plus, certaines images sont réactives et peuvent alors être agrandies en cliquant dessus.

  Introduction 
  Des générateurs et des oscilloscopes avec Virtual Waves 
  Des sons, des graphes avec CoolEdit 
  Conclusion 
  Pour en savoir plus 
  Téléchargement 

  INTRODUCTION

Le programme de physique de la classe de Troisième comporte le thème "électricité et vie quotidienne" dans lequel une première partie est consacrée à l'introduction des notions de base sur la tension alternative :

• Réalisation expérimentale, visualisation à l'oscilloscope (une tension alternative prend des valeurs positives et négatives)
• Période, fréquence, valeur maximale (graphe d'une tension sinusoïdale),

Dans les ouvrages, on trouve des exercices visant à faire comprendre la différence entre périodique, alternatif et sinusoïdal en proposant différents "écrans d'oscilloscope".

Le domaine audio est évidemment particulièrement adapté à l'exploration de ce domaine : outre le fait que les logiciels permettent de sélectionner facilement des signaux sinusoïdaux, triangulaires, autres et d'ajuster une composante continue et une amplitude, ils permettent d'étudier les formes correspondantes dans les fenêtres "oscillo" ou "forme d'onde" et enfin, last but not least, de faire percevoir les différences !

Ci-dessous quelques exemples réalisés avec des logiciels CoolEdit et VirtualWaves.

  DES GÉNÉRATEURS ET DES OSCILLOSCOPES AVEC VIRTUALWAVES

Le générateur permet de choisir des signaux sinusoïdaux, triangulaires ...

L'oscilloscope permet de visualiser les signaux périodiques, qu'ils soient sinusoïdaux ou non, alternatifs ou non ...

Que l'on peut aussi écouter ... (son "triangle" 44 Ko)    

  DES SONS, DES GRAPHES ... AVEC COOLEDIT

  CONCLUSION

Les concepteurs des programmes de la classe de Troisième n'avaient sans doute pas ces idées en tête en écrivant "électricité et vie quotidienne", mais il nous paraîtrait difficile de dire que le domaine de la production sonore par des tensions ou courants alternatifs n'en fasse pas autant partie que la tension du secteur.

Les exemples ci-dessus pourraient donc bien se traduire en "activités support" telles que :

• Création d'une série de sons de fréquence et d'amplitude donnée à l'aide d'oscillateurs type sinusoïde et/ou triangle ;
• Graphe d'un signal alternatif d'amplitude croissante ;
• Étude des tonalités de téléphone.

Certes, on sera tenté d'objecter que l'on déborde sur le programme de Seconde, que la notion de tension peut apparaître comme lointaine et que le bon vieil oscilloscope est un instrument à connaître. Sans doute. Mais l'on peut inversement se demander si les notions de tension et courant alternatifs sont si bien comprises au niveau de la classe de Troisième avec les références expérimentales classiques, si les notions de période, fréquence et amplitude, prennent bien un minimum de sens si elles ne font référence qu'à un signal de 50 Hz et d'amplitude constante et enfin, si ce bon vieil oscilloscope à canon à électrons n'est pas de l'âge de la triode, alors que l'on est à l'époque du Very Large Scale Integration...

Et, pour ceux qui ne seraient pas encore interpellés, deux questions de vie quotidienne... :

• Combien d'enfants de Troisième seront amenés à utiliser chez eux un oscilloscope ?
• et même question à propos de l'utilisation d'un ordinateur muni d'une carte son ...

Rappelons enfin que l'éducation musicale est au programme des classes de collège, jusqu'en troisième, et que, dès la sixième, les notions relatives au langage musical sont mises en valeur par l'utilisation des technologies actuelles ; ainsi par la manipulation aisée des données physiques constitutives du son (enveloppe, attaque, fréquence ...) les logiciels contribuent à affiner la perception du paramètre timbre/couleur.

  POUR EN SAVOIR PLUS

A propos des logiciels cités ci-dessus, on peut consulter VirtualWaves et CoolEdit dans la rubrique Analyse de logiciels.

  TÉLÉCHARGEMENT

Triangle.wav    (44 Ko)