TP - Term S - Ondes mécaniques progressives

I ) Objectifs :

Ø Utiliser un oscilloscope pour mesurer la période d'une onde.

Ø Mesurer le retard t d'une onde

Ø Déterminer la célérité des ultrasons.

II ) Mesurer le retard t d'une onde :

1) Etude de l'onde ultrasonore

Brancher le générateur -15V, 0V, +15V sur l'émetteur U.S. ,puis relier le à la voie 1 de l'oscilloscope. Choisir la bonne valeur de balayage de l'oscilloscope : …. ms / div.

Mesurer à l'aide de l'oscilloscope la période de la source et en déduire sa fréquence.

Une période T correspond sur l'écran à une ……… ………….. .
Calcul : indiquer le nombre de div : N_s =…div et la valeur du balayage k_s = …..s/div

T = ………..= ………….. = …..s . f = ……. = ……… Hz

Si besoin, régler l'émetteur de façon à obtenir f = ……… Hz.

L'onde ultrasonore est-elle progressive? est-elle mécanique? est-elle périodique ? est-elle longitudinale ou transversale?

2) Mesure d'un retard t d'une onde :

On utilise un générateur de salves U.S. Brancher le générateur 0-15 V sur celui-ci.

Relier le à l'oscilloscope (voie 1) avec un fil à 2 fiches BNC .

Visualiser le signal

Mesurer la période de l'onde. T = …….. = ………. = …….s ; f = …. = …………. = ……… Hz

Régler pour obtenir une fréquence de …………. Hz

Relier un récepteur U.S. à la voie 2. Visualiser les signaux d'émission et de réception

On veut mesurer le retard t que met l'onde U.S. pour se propager d'un point à un autre, on va donc utiliser 2 récepteurs U.S. : Relier un 2^ème récepteur U.S. à la voie 1 de l'oscilloscope à la place de l'émetteur.

Positionner l'ensemble selon le schéma :

Reculer le 2^ème récepteur d'une distance d à mesurer.

A l'aide de l'oscilloscope, déterminer le retard t de l'onde entre les 2 récepteurs. N_s = ..... div

k_s = ..... s/div. t = ………= ….. s

Reproduire l'écran de l'oscilloscope :

Calculer la célérité de l'onde U.S.
v = … / … = … /… = ….. m.s^-1

Cela correspond-il à la valeur connue de la vitesse du son dans l'air ?

III ) Mesure la longueur d'onde

On utilise un émetteur U.S. Brancher le générateur -15V, 0 V,+15 V sur celui-ci.

Relier le à l'oscilloscope (voie 1) . Visualiser le signal .

Les réglages ont été faits avant. Vérifier rapidement que la fréquence est de 40 000 Hz

Relier un récepteur U.S. à la voie 2.

Visualiser le signal reçu et positionner le récepteur pour avoir les signaux d'émission et de réception en phase (assez près de l'émetteur)

Nommer les signaux émis et reçus.

Reculer le récepteur. Que constate-t-on ?
Que se passe-t-il au bout d'une certaine distance ?

Reproduire l'écran de l'oscilloscope :

Cette distance s'appelle ……… ………. , on la note … .

Reculer le récepteur de 10 fois cette distance et mesurer la distance d obtenue.

Calculer la ……… d'onde … .

Par analyse dimensionnelle, indiquer la dimension du rapport l / T.
En déduire une relation entre l, T et v. Calculer le rapport l / T .
Cela correspond-il à la valeur attendue ?