Fabrication d'un canon à ondes pour illustrer le déplacement du son vers le système auditif.
Difficulté
Facile
Durée
45 minute(s)
Disciplines scientifiques
Acoustique
- Matériel et outils
- Fichiers
Feuille cartonnée
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Feuille de papier cartonnée
Tube de PVC 
Tube étanche et solide fabriqué en Polychlorure de vinyle.
Ballon de baudruche 
Un ballon gonflable fait d'une membrane en caoutchouc qui se tend quand on souffle dedans.
Sel 
Le sel de table, sel alimentaire ou sel de cuisine, est composé essentiellement de chlorure de sodium. Il se présente sous différentes formes: gros sel, sel fin, fleur de sel.
Scotch 
Scotch transparent
Laser 
Un laser (acronyme de l'anglais light amplification by stimulated emission of radiation) est un système photonique. Il s'agit d'un appareil qui produit un rayonnement lumineux spatialement et temporellement cohérent basé sur l'effet laser. Descendant du maser1, le laser s'est d'abord appelé maser optique.
Miroir 
Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme par réflexion et qui est conçu à cet effet. C'est souvent une couche métallique fine, qui, pour être protégée, est placée sous une plaque de verre pour les miroirs domestiques (les miroirs utilisés dans les instruments d'optiques comportent la face métallique au-dessus, le verre n'étant qu'un support de qualité mécanique stable).
En termes de miroiterie, le miroir est une glace de petit volume, c'est-à-dire de petites dimensions.
Bois 
Planche en bois. Image de wikipedia Cleonard1973 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)
Pistolet à colle ou pistocolle 
Il s'agit d'un pistolet qui fait fondre des battent de colles
Scie 
Une scie est un outil à une lame dentée en acier trempé, destinée à couper des matériaux tels que le bois, la pierre, les métaux... Elle est actionnée par divers moyens tels que la force musculaire, l'électricité ou l'eau.
Pince à linge
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Pince en plastique ou en bois, avec un ressort qui sert à accrocher le linge sur le fil à linge afin de le faire sécher.
Étape 1 - Fabrication de l'oreille
- Prendre une feuille cartonnée (format A3 ou A2)
- Y dessiner la forme d'une oreille
- Découpez l'oreille (attention, ne faites pas comme Van Gogh...)
- Faire un trou dans le conduit auditif au diamètre du tube en PVC choisi (ici 32mm)
- Dessinez et coloriez
N.B. : au besoin consolidez l'arrière de l'oreille avec des petites baguettes de bois. Ici, nous utilisons une pince à linge en bois.
Étape 2 - Fabrication du canon à ondes
Pour cela, il faut :
- 1 tube de pvc de 20 à 30 cm de longueur (environ 32 mm de diamètre)
- 3 coudes pvc (87°) du même diamètre que le tube
Reliez 2 coudes ensemble et collez les de façon à former un S. Il est possible d'y adjoindre quelques cm du tube afin de faire gagner un peu de hauteur, si nécessaire.
Collez à chaque extrémité du tube le coude restant et ceux formant un S.
Collez le tube en pvc sur un petit socle en bois.
Collez / scotchez l'oreille sur l'extrémité du tube formée par le S. Le tube doit sortir de l'oreille.
Découpez le bout de 2 ballons de baudruche.
Sur chacune des extrémités du tube, venir placer un ballon de façon à former une membrane tendue.
Étape 3 - L'expérience
2 possibilités de faire cette expérience :
1 - Placer un tout petit miroir sur la membrane opposée à l'oreille.
Puis pointez le laser à la surface du miroir et tirez légèrement sur la membrane placée sur l'oreille, simultanément.
Que se passe-t-il ?
2 - Si vous n'avez pas de miroir et de laser :
Placez du gros sel (sel fin) sur la membrane située à l’extrémité du conduit auditif et tirez légèrement sur la membrane placée sur l'oreille, simultanément.
Que se passe-t-il ?
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Lorsque l'on tire légèrement sur la membrane de l'oreille, le ballon tendu situé à l'opposé se met à vibrer ainsi que le miroir ; la lumière du laser s'agite.
Si vous avez utilisé du sel, le sel se met à "danser" sur la partie opposée à l'oreille.
Explications
La membrane fixée sur l'oreille représente le tympan.
C'est le tympan, qui reçoit les informations sonores qui à travers le système auditif vont être transmises au cerveau.
C'est le cerveau qui décode ou interprète l'information sonore (ex : miaulement = chat)
Applications : dans la vie de tous les jours
Ici, nous nous servons du déplacement de l'air à l'intérieur du tuyau pour illustrer la transmission d'informations sonores au cerveau.
Dans la vraie vie, le son perçu par le tympan et ensuite transmis de manière physique au cerveau.
Les vibrations sonores passent par le pavillon (l'oreille) et font vibrer la membrane du tympan.
Le tympan "amplifie" ce signal dans l'appareil auditif, en réaction avec une série d'os (marteau, enclume et étrier), de liquide et de cils, situés dans la cochlée.
Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
- Comprendre le déplacement des ondes sonores dans l'air
- Illustrer le parcours du son via le conduit auditif
Dernière modification 22/02/2024 par user:Ogier MAILLARD.
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