La clarinette et la flûte à bec sont
deux instruments à vent
appartenant à deux familles différentes. Leur fonctionnement est
assimilable à celui d’un tuyau sonore, mais la clarinette appartient à
la famille des tuyaux fermés à une extrémité et ouverts à l’autre alors
que la flûte à bec appartient à celle des tuyaux ouverts aux deux
extrémités.
Les valeurs des fréquences des sons émis par un tuyau sonore dépendent
de la longueur L du tuyau et des conditions dans lesquelles s’établit
la vibration : tuyau ouvert aux deux extrémités ou tuyau ouvert à une
seule extrémité et bouché à l’autre.
À une extrémité ouverte d’un tuyau correspond un noeud de pression
tandis qu’à une extrémité fermée correspond un ventre de pression.
La distance entre deux noeuds successifs est égale à une demi-longueur
d’onde du son émis.
Données :
- Célérité du son dans l’air : v = 340 m.s
-1.
- Fréquences (en Hz) de notes de la gamme tempérée :
octave
|
Do3
|
Ré3
|
Mi3
|
Fa3
|
Sol3
|
La3
|
Si3
|
3
|
261,6
|
293,7
|
329,6
|
349,2
|
392,0
|
440,0
|
493,9
|
- Les fréquences f
a et f
b de
deux notes séparées par une octave sont liées par la relation : f
b
= 2f
a. Par exemple : f
La4 = 2f
La3
- La fréquence de la note émise par un instrument de musique correspond
au mode n°1 aussi appelé fondamental.
- Tessiture d’un instrument de musique : ensemble des notes que peut
émettre cet instrument.
Flûte à bec
soprano : Do4 <----> Do6
Flûte à bec alto : Fa3 <----> Fa5
Flûte à bec
ténor : Do3 <----> Do5
Flûte à bec
basse : Fa2 <----> Fa4
Clarinette
: Ré2 <----> Si5
Questions préalables
:
1. On enregistre le son émis par un instrument à vent :
1.1. Indiquer si
l’enregistrement proposé ci-dessous correspond à un son pur ou à un son
complexe. Justifier.
L'enregistrement d'un son pur est une sinusoïde. l'enregistrement
proposé est celui d'un son complexe.
1.2. Parmi les
instruments cités, quels sont ceux qui peuvent jouer cette note ?
Justifier.
période T = 3,8 ms ; fréquence f = 1 / (3,8 10
-3)~ 263
Hz. Do
3.
Flûte à bec ténor ;
flûte à bec
basse ;
Clarinette.
2. Si le tuyau est
ouvert aux deux extrémités, ou ouvert à l’une et fermé à l’autre, la
relation entre la longueur L du tuyau et la longueur d’onde
l du son émis n’est pas la
même.
Attribuer à chaque instrument, clarinette et flûte à bec, la relation
(a) ou (b) qui convient. Justifier.
L = n l / 2 (a) L = (2n-1)
l /4 (b)
n est un entier supérieur ou égal à 1.
Tuyau ouvert aux deux extrémités : L =
n l / 2. Flûte à bec.
Tuyau ouvert à
une extrémité et fermé à l'autre : L = (2n-1) l /4. Clarinette.
