Matériel expérimental : son / ondes

Quelques idées de construction de matériel expérimental. Idées provenant de collègues, de stages PAF, trouvées sur le net ou idées originales.

- Yaourtophone

Etude des conditions de propagation d’un son

Matériel nécessaire :

  • des pots de yaourt
  • Fil de longueur 10 m et 5m avec différents matériaux : laine, nylon et acier

- Télémètre à ultrasons

Calcul de distance ou de la vitesse du son en cycle 4

Matériel : arduino nano, émetteur-récepteur ultrason HC-SR04, régulateur de tension basé sur LM7809 (afin d’éviter les problèmes d’inversion de polarité et de surtension de l’arduino), Afficheur LCD avec interface I2C.

L’alimentation peut se faire via une alimentation de laboratoire (12V) ou un bloc alimentation « classique » (ici celui d’une balance électronique)

Vous pouvez trouver le programme et un tutoriel de fabrication sur le site zeste de savoir Led (merci à l’auteur « eskimon »).

- Règle de 1 mètre

Pour la mesure de la vitesse du son avec un télémètre ou avec une paire d’écouteurs (et audacity).

Une baguette de bois sur laquelle est collée, un mètre en papier dans les magasins de bricolage ou d’ameublement.

- Visualiser le son à l'aide d'un laser

Un morceau de miroir est collé sur un morceau de ballon de baudruche placé sur une boite de conserve. Un haut parleur est placé devant l’ouverture de la boite de conserve. On observe sur un écran (le tableau par exemple) la lumière du laser réfléchie par le miroir On trouve une description détaillée dans  une vidéo de Steve Mould.
Dispositif expérimental
Observation sur un écran

- Transmission du son par la lumière

Matériel nécessaire :

– un haut parleur (ici de récupération)

– lampe torche led du commerce sur laquelle on adapte 2 bornes

– une cellule solaire

– résistance variable de 100 ohm

On peut remplacer la lampe led par un laser si l’on souhaite faire une transmission sur une plus grande distance (salle de classe)

- un détecteur d'onde radio (le cohéreur de Branly)

le cohéreur de Branly est un « interrupteur » fonctionnant  sous l’effet d’ondes électromagnétiques.

Il est constitué d’un fin tube de verre contenant de la limaille de fer est maintenue par 2 vis.

Dans l’expérience, l’onde électromagnétique est produite par un allume-gaz ou l’étincelle de rupture dans le circuit contenant la bobine.

La production d’une étincelle allume la LED. Une légère tape sur le socle en bois permet de décohérer la limaille de fer et d’éteindre la LED.

Une explication du phénomène : L’effet Branly livre ses secrets.

Cohéreur de Branly
Circuit cohéreur de Branly

- Le haut-parleur

Cycle 4 : Comprendre que l’utilisation du son permet d’émettre, de transporter un signal donc une information ; Conversion d’un signal électrique en signal sonore.


Matériel : aimant ; fil de cuivre ; assiette en carton

Haut-parleur
Haut-parleur en cours de fabrication

- Le gramophone

Cycle 4 : Comprendre que l’utilisation du son permet d’émettre, de transporter un signal donc une information

Matériel : bouton, cône en papier, épingle, pic à brochette

Gramophone avec un cône en papier
Gramophone avec une bouteille
gramophone
Ecouter de la musique avec les dents

- Le microphone

Cycle 4 : Comprendre que l’utilisation du son permet d’émettre, de transporter un signal donc une information ; Conversion d’un signal sonore en signal électrique ; Notion de résistance électrique

Matériel : mine de crayon graphite, une paire d’écouteurs

Sur la base du premier microphone à charbon inventé en 1878.

Deux mines de crayon sont insérées dans une boite d’allumettes. Une troisième mine de crayon est posée sur les deux premières perpendiculairement. Le « microphone » est ensuite relié en série à un générateur et à des écouteurs. On « tapote » sur la boite d’allumettes, le bruit est nettement entendu dans les écouteurs.
 
Source d’inspiration : boite de jeu « Le petit électricien Gégé  » et « carbon microphone« 
Microphone à charbon (version basique)
Microphone à charbon (version plus élaborée pour s'enregistrer)