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Marianne

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Générateur et récepteurs d'ultrasons
Fiche matériel

Description

Le générateur d’ultrasons est un appareil qui permet d’émettre des ultrasons, et un récepteur d’ultrasons est un appareil capable d’enregistrer les ultrasons reçus. Les ultrasons sont des ondes mécaniques de fréquences comprises entre 20 000 Hz20\ 000\ \text{Hz} et 10 000 000 Hz10\ 000\ 000\ \text{Hz}. Ces ondes ont des fréquences beaucoup trop élevées pour être perçues par l’oreille humaine.

Etapes

  1. Alimenter le générateur d’ultrasons
    Pour alimenter le générateur d’ultrasons, il suffit de le brancher sur la voie A du GBF (Générateur Basse Fréquence) lui-même branché sur une prise secteur. On l’alimente avec une fréquence de 100 Hz.
    Il est aussi possible de le brancher sur un générateur de tension continue à la valeur de 15 V. Dans ce cas la sortie signal est reliée sur la voie A de l’oscilloscope.

  2. Alimenter les récepteurs d’ultrasons
    Relier les deux récepteurs sur l’oscilloscope : l’un sur la voie A, l’autre sur la B.

  3. Réaliser le montage
    Placer les appareils sur un banc acoustique gradué avec une distance connue entre l’émetteur et les récepteurs qui sont côte à côte.

  4. Réaliser les mesures

    • Commencer par allumer les oscilloscopes et le générateur d’ultrasons. Les deux récepteurs étant l’un à côté de l’autre, les ultrasons reçus sont synchrones.
    • Éloigner ensuite l’un des deux récepteurs avec la plus grande distance possible, toujours sur le banc acoustique. Les salves reçues sont cette fois-ci décalées.
    • Calculer le temps de décalage entre ces dernières. Pour cela, noter le nombre de divisions qui séparent les deux salves et utiliser l’échelle des abscisses de l’oscilloscope pour traduire cet écart en secondes. Par exemple, si les salves sont espacées de 0,20,2 divisions et que la base de temps est réglée sur 5 ms/div5\ \text{ms/div}, le temps de décalage est de : 0,2×5=1 ms0,2\times 5=1\ \text{ms}.
    • Enfin calculer la célérité de l’onde, grâce à la formule v=dtv = \dfrac{d}{t}, avec vv, la célérité de l’onde, dd, la distance entre les récepteurs et tt, le temps de décalage entres les salves reçues.