Sons et vibrations
Les expérimentations que le Palais de la découverte propose sur le thème des vibrations sonores et mécaniques de manière générale sont toutes regroupées dans une salle insonorisée faisant l'objet de présentations interactives données par un médiateur scientifique.
Différents thèmes illustrés d’expériences peuvent être abordés :
Mesure de la célérité du son dans l’air (dans un tuyau de 30 mètres - photo) ;- Synthèse harmonique à l'aide d'un synthétiseur sonore sommant les premiers harmoniques avec amplitudes et phases réglables (cette expérience explique en partie la notion de timbre) ;
- Onde progressive dans un grand tube adapté avec un pavillon conique (comment faire sortir une onde sonore d'un tuyau ?) ;
- Ondes stationnaires (un son + un son peuvent donner un silence) établies dans un grand tube qu'on peut fermer ou ouvrir (Expérience de Kundt) ;
- Résonance acoustique, visible grâce à des moulinets légers mis en rotation, lors de la résonance de l'air contenu dans trois boules en verre de tailles différentes (Résonateurs de Helmholtz - photo), pour des sons de fréquences bien précises ;
- Effet Doppler, ultrasons ... et bien d'autres phénomènes.
Les visiteurs peuvent voir et entendre une soufflerie d'essais construite vers 1860 par Aristide Cavaillé-Coll (1811-1899). Elle est constituée d'une cinquantaine de tuyaux d'orgue (tuyaux à bouche et anche) alimentés par des soufflets remplis d'air qui fournissent les différents timbres du "La".
Elle accompagnait le facteur d'orgues dans tous ses déplacements et lui servait de référence de mesure. Le son le plus grave correspond au "La" 55 Hz (16 pieds). Trente-deux tuyaux ont des fréquences qui sont des multiples entiers de 55 Hz.
Un certain nombre d’expériences mettant en jeu d'autres types de vibrations peuvent également être présentées :
- Propagation d'un ébranlement sur une "Echelle de Perroquet" ;
- Ondes stationnaires (des nœuds et des ventres) sur une corde vibrante ;
- Stroboscopie et mouvement apparent ;
- Mises en vibrations de plaques métalliques excitées par un archet et observation de figures (de Chladni) dessinées par du sable, matérialisant les lignes nodales (de non vibration) des ondes stationnaires transversales.
