Vibrations d’un diapason (longitudinales)

Le saviez-vous ? le son émis par la vibration des branches d’un diapason n’a pas la même intensité selon la direction dans laquelle on l’écoute. Si on fait faire un tour complet au diapason, on perçoit deux maximas et deux minima d’intensité : cette expérience confirme que le son est une onde longitudinale.


Fiche d’accompagnement de l’expérience:
 Capture20

Matériel
  • un diapason
  • un marteau entouré de caoutchouc
  • éventuellement : un oscilloscope, un préamplificateur et un micro
Montage et réalisation

Frapper vigoureusement le diapason, le tenir verticalement et le faire tourner lentement autour de son axe vertical.

On perçoit un son dont l’intensité varie : il augmente et diminue deux fois au cours d’une rotation du diapason.

L’intensité perçue est maximale lorsque l’oreille se trouve dans le même plan vertical que les branches. L’intensité est minimale dans la direction perpendiculaire à ce plan.

Capture19
On peut visualiser ce phénomène en observant l’intensité du son émis par le diapason à l’aide d’un microphone et d’un oscilloscope.

Explications

Le son étant une onde longitudinale, la direction de propagation doit être parallèle à la direction de vibration du milieu.

C’est donc dans la direction de vibration des branches que l’intensité de l’onde sonore qui se propage est la plus grande.

Dans les autres directions l’intensité de l’onde sonore est plus faible, donc également l’intensité sonore perçue.

Dans la direction perpendiculaire aux branches, on ne devrait rien entendre : le léger son perçu résulte de la diffraction du son sur le diapason qui joue ainsi à la fois le rôle de source et d’obstacle.

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