II.3.1.3 Description du savoir à enseigner

On pourra se référer aux annexes pour une retranscription complète des textes du programme de la partie "sons et ultrasons". Nous ne donnons ici que les contenus sans mentionner ni les "activités support" (non obligatoires), ni les "compétences exigibles ou en cours d'apprentissage", ni les commentaires associés. Nous pourrons revenir au cas par cas sur certains de ces aspects (compétences exigibles ou activités support) pour éclairer notre propos mais l'objectif n'est pas ici de faire une description complète du savoir à enseigner.

1. Émission sonore

   • Exemples d'émetteurs : la voix, le haut-parleur, les instruments de musique.

   • Période et fréquence d'un mouvement périodique.

   • Analyse stroboscopique d'un mouvement circulaire uniforme. Persistance des perceptions lumineuses. Applications : mesure d'une vitesse de rotation en tours/s ; principe du cinéma et de la télévision.

   • Principe du haut-parleur.
     Fondements physiques : action d'un aimant sur un conducteur parcouru par un courant. Expression de l'intensité de la force dans un cas simple : F=kI.
     Conditions de fonctionnement : limites sur l'amplitude (notion de puissance admissible), limites sur la fréquence (bande passante).

2. Propagation et réception des sons et des ultrasons.

   • Le phénomène de propagation : déplacement de proche en proche du milieu matériel, exemples macroscopiques. Interprétation microscopique dans le cas du son.
     Vitesse de propagation.
     Onde sinusoïdale : longueur d'onde des sons et des ultrasons dans un milieu.
     Puissance sonore (Watts par m2 et décibels).

   • Principe du microphone, un exemple de capteurs : le microphone électrodynamique.
     Fondements physiques : création d'une tension induite dans un circuit déplacé au voisinage d'un aimant.

   • L'oreille. Fréquences audibles. Ultrasons. Sensibilité de l'oreille. Stéréophonie.

   • Éléments d'acoustique géométrique.
     Expériences sur les ultrasons mettant en évidence la réflexion.
     Expériences sur les ultrasons mettant en évidence l'absorption.
     Principe du sonar et de l'échographie.

3. Éléments d'acoustique musicale.

Hauteur et timbre d'un son : son fondamental et harmonique

On peut, à la lumière de cette première description, constater que ce programme est assez révélateur du "noyau dur" historique de l'enseignement de l'acoustique (§ II.1.2.2). On y décèle également l'importance donnée aux objets techniques (en particulier haut-parleur et microphone mais aussi instruments de musique, voire, hors de l'acoustique, télévision). Nous nous livrons par la suite (§ II.3.3) à une analyse critique de ces contenus. Il faut cependant dire que la relative densité du programme de 2nde dans son ensemble (qui de l'avis des enseignants était trop long, chimie comprise) permet d'expliquer (en partie ?) les allégements de programme qui allaient survenir au mois d'octobre 1998.