Optique et ondes · GCSE Physics Topic 6 (Sound Waves)
Simulateur d’onde sonore et d’oscilloscope
Simuler les propriétés sonores d'un oscilloscope : l'amplitude dicte la sonorité, la fréquence dicte la hauteur, l'harmonique détermine le timbre ; le bocal de cloche sous vide et l'échographie/l'infrasound.
- Côté client
- Pas d'inscription
- Dérivés vivants
- Mode projecteur
- Imprimer la feuille de travail
Étape de simulation 3D● 60 FPS
Contrôles des paramètres
Hz
%
Dérivations et métriques en direct
Période d'onde T
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Vitesse du son v
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Longueur d'onde acoustique λ
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Catégorie d'audiobilité
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Calcul de la formule en temps réel
Formule de calcul:
--Substitution:
--Régime : --
Exemples travaillés et question d'examen Plongée profonde
Problème travaillé
Problème : Dans l'air à 15°C (v=340m/s), quelle est la période et la longueur d'onde d'un son de 1000Hz?
Dérivation étape par étape :
- Période T = 1/f = 1ms. Longueur d'onde λ = v/f = 340/1000 = 0,34m = 34cm.
Problème travaillé
Problème : La vague A oscille 500 fois/s avec une amplitude de 2cm; la vague B oscille 1000 fois/s avec une amplitude de 1cm. Comparez le ton et le ton.
Dérivation étape par étape :
- La Vague B a une fréquence plus élevée (1000Hz > 500Hz) donc une hauteur plus élevée. La vague A a une plus grande amplitude (2cm > 1cm) si plus de bruit.
Feuille de travail et problèmes de pratique
Q1. Variante 1 : La fixation d'une fourche d'accord change encore davantage quoi sur l'oscilloscope ? Qu'est-ce qui change et qu'est-ce qui reste constant?
Clé de réponse : L'amplitude de la crête des vagues augmente; la densité des vagues (fréquence) reste identique. L'intensité augmente; le tangage et le timbre demeurent inchangés.
Q2. Variante 2: Lorsqu'on verse de l'eau bouillante dans un thermos, le son augmente-t-il ou diminue-t-il? Pourquoi ?
Clé de réponse : Pitch s'élève plus haut. L'élévation du niveau d'eau raccourcit la colonne d'air vibrant, ce qui augmente sa fréquence de résonance.
Q3. Variante 3: Quelle est l'étendue auditive audible humaine? Quelles sont les gammes de fréquences des ultrasons et des infrasons?
Clé de réponse : Portée humaine: 20Hz - 20 000Hz. Ultrasons > 20 000 Hz (bats, sonar). Infrasons < 20Hz (séismes de terre, tsunamis).
Foire aux questions et idées fausses
Dans un langage commun, est-ce que "chanter haut et bas" se réfère à la hauteur ou à la sonnerie?
Il se réfère à la sonorité (volume)! Le discours de tous les jours confond fort avec haut. En physique, "pitch" se réfère strictement à la fréquence acoustique.
Le son peut-il voyager dans le vide? Comment les astronautes parlent-ils sur la Lune ?
Le son ne peut pas voyager dans le vide. Les astronautes communiquent par ondes radio électromagnétiques, ou touchent des casques pour la conduction solide.
Qu'est-ce que l'écho du sonar ? Quelle distance minimale est nécessaire pour distinguer un écho?
Les oreilles ont besoin d'un écart de 0,1s entre le son original et le son réfléchi. Distance minimale s = 0,5 * 340 * 0,1 = 17 m.
Comment les écouteurs Active Noise Canceling (ANC) éliminent-ils le bruit?
Annulation des vagues acoustiques ! Les microphones détectent le bruit et émettent une onde sonore inversée antiphase (180° offset), annulant la pression sonore.