TP Propagation des ultrasons dans l'air par oscilloscope

Thèmes abordés :

- Vitesse des ultrasons

- Décroissance en fonction de la distance

- Relation entre vitesse, distance et temps

Principes et objectifs :

Un émetteur d'ultrasons émet une onde ultrasonore qui reproduit fi dèlement la tension électrique appliquée à ses bornes. Un récepteur transforme l'onde ultrasonore en une tension électrique qui reproduit fi dèlement l'onde ultrasonore.

L'émetteur télémètre à ultrasons peut émettre des salves ou des ondes périodiques, nous utiliserons dans notre cas des salves courtes.

Alimenter l'émetteur Moduson avec le bloc alimentation 12V fourni, déposer celui-ci sur le rail Moduson pour que les 2 récepteurs soient bien en face de l'émetteur. Celui-ci doit être en position salve avec créneaux courts. Les 2 récepteurs sont positionnées à égale distance.

Raccorder les sorties douilles des 2 récepteurs sur les entrées de l’oscilloscope ou la console ExAO.

Eloigner lentement l’un des récepteurs par rapport à l’autre qui restera fi xe. En fonction de la position respective des2 récepteurs, un décalage entre les 2 réceptions est facilement mis en évidence.

A l'aide des curseurs de l’oscilloscope ou du pointeur du logiciel Atelier Scientifi que, déterminer le delta t entre les 2 débuts de réception du signal pour chaque récepteur. Ensuite, cette valeur est utilisée pour calculer dans le tableur une vitesse, à l'aide de la distance séparant les 2 récepteurs.

Déplacer un des récepteurs, et réaliser une seconde mesure. On constate aisément que plus on éloigne les 2 récepteurs l'un de l'autre, plus l'écart entre les 2 signaux est important.

Calculer la vitesse du son en déterminant le temps de trajet entre les 2 récepteurs et la distance séparant les 2 récepteurs Moduson.