TP noté : détermination de la célérité d’une onde ultrasonore par 2 méthodes

1. Mesure de la célérité des ultrasons dans l’air avec décalage temporel

1.1. Montage

Alimenter l’émetteur d’ultrasons et positionner le commutateur de l’émetteur sur « Salve ».

Relier les deux récepteurs A et B aux entrées YA et YB d’un oscilloscope bicourbe. Les positionner côte à côte face à l’émetteur. Régler l’oscilloscope afin d’obtenir à l’écran le signal de réception des salves par les deux récepteurs. Décaler verticalement les deux courbes afin de pouvoir les distinguer (non superposables).

Appeler le professeur pour valider le montage (appel 1).

1.2. Mesure du retard Δt pour une distance d entre les récepteurs A et B

Décaler le récepteur B, dans la direction émetteur-récepteur, d’une distance d suffisamment grande pour pouvoir mesurer avec précision le retard ultrasonore Δt entre les deux récepteurs. Organiser le dispositif afin de réaliser les mesures les plus précises possibles.

Appeler le professeur pour la vérification de la première mesure (appel 2).

Afin de déterminer précisément la célérité des ondes ultrasonores, réaliser une série de 6 mesures précises du retard ultrasonore Δt pour différentes distances d. Reporter les mesures dans un tableau.

1.3. Détermination de la célérité des ultrasons dans l’air

Entrer les données expérimentales d et Δt dans le tableur.

Afficher le graphe montrant l’évolution de la grandeur d en fonction de Δt.

Choisir un modèle mathématique pertinent qui lie les variables d et Δt.

Appeler le professeur pour vérifier le choix du modèle (appel 3).

En déduire la valeur de la célérité.

2. Mesure de la célérité des ultrasons 2 ième méthode

Placer l’émetteur en mode continu.

2.1 donner la méthode permettant de déterminer la périodicité spatiale de l’onde. Réaliser cette expérience et trouver sa valeur.

Appeler le professeur pour la vérification de la mesure (appel 3).

2.2 Déterminer la valeur de la périodicité temporelle de l’onde. On réglera l’oscilloscope de manière à visualiser 5 périodes à l’écran.

Appeler le professeur pour vérifier le choix du modèle (appel 4).

2.3 Déduire de ces 2 valeurs la célérité des ondes ultrasonores. Comparer cette valeur avec celle calculée dans le 1.3