Signaux sonores et lumineux : cours de physique-chimie 3e

Un coup de sifflet, un feu rouge qui s'allume, un message radio : dans chaque cas, quelque chose se passe à un endroit et quelqu'un le perçoit ailleurs. Ce « quelque chose » qui voyage, c'est un signal. Ce chapitre t'apprend à reconnaître différents signaux, à les décrire et à calculer ce qui leur arrive pendant leur trajet.

Le programme demande de caractériser différents types de signaux : lumineux, sonores, radio.³ Tu as déjà appris, au cycle 3 (du CM1 à la 6e), à identifier différentes formes de signaux (sonores, lumineux, radio).³ En 3e, on va plus loin : on ne se contente plus de dire « c'est un son » ou « c'est de la lumière », on apprend à le mesurer et à l'exploiter.

À la fin du cycle 3 (en 6e), on sait associer à un signal lumineux ou sonore une information simple binaire.¹ « Binaire » veut dire : il n'y a que deux possibilités. Une lampe est allumée ou éteinte, une sonnerie retentit ou non.

Au cycle 4, le programme enrichit cette idée en introduisant les signaux et informations analogiques, qui permettent de caractériser une plus grande variété de situations.¹

Un signal sonore est un signal que l'on perçoit avec l'oreille. Les ressources d'accompagnement du programme proposent un zoom sur les signaux sonores, à étudier avec les signaux lumineux et non à part.² Pour les décrire, on ne se contente pas de les écouter : on les enregistre et on les visualise.

Une activité proposée aux élèves consiste à afficher des signaux sonores dans un logiciel de traitement du son (Audacity) et à comparer les signaux correspondant à chacun des sons étudiés.³ Le signal apparaît alors sous forme d'une courbe qui monte et descend au cours du temps.

Les signaux lumineux font partie des types de signaux à caractériser, au même titre que les signaux sonores et les signaux radio.³ Un signal lumineux est perçu par l'œil ou par un capteur de lumière. Il peut porter une information binaire (phare allumé ou éteint) ou une information analogique (luminosité plus ou moins forte).

Pour exploiter un signal lumineux, la démarche est la même que pour un son : on le mesure, on le représente, puis on en tire l'information. Le programme y voit une occasion constante : à chaque fois qu'on réalise une mesure, on peut montrer que l'analyse du signal obtenu livre une information utile.¹

Un signal met du temps pour aller d'un point à un autre. Le programme prévoit d'utiliser la relation entre distance, vitesse et durée à l'occasion de l'étude des signaux (en introduction, ou en réinvestissement si elle a déjà été vue dans la partie sur le mouvement).¹ Tu la connais sous une forme que l'on réécrit selon l'inconnue cherchée.

Le programme fait de la maîtrise de la notion de fréquence un objectif important de l'étude des signaux.¹ Pour un signal qui se répète, on observe un motif qui revient régulièrement.

Les prochains chapitres, Émetteur et récepteur puis Transmettre une information, reprennent ces idées : un signal est produit par un émetteur, voyage, puis est capté par un récepteur qui en extrait l'information. Maîtriser le vocabulaire de ce cours te fera gagner du temps ensuite et t'aidera pour les questions de physique-chimie du DNB.