Corrigé du TP sur les

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L’émetteur émet-il des ondes ultrasonores ?

S’il s’agit d’un ultrason, sa fréquence est supérieure à 20 kHz. Il faut donc visualiser à l’oscilloscope le signal reçu sur le récepteur, mesurer sa période et en déduire sa fréquence.

L’amplitude dépend de la position du récepteur mais pas sa période, on peut donc se placer où l’on veut.

T = 25  s (avec b = 5  s/div) f = 1/T = 1/25.10

-6 =40 kHz On vérifie bien qu’il s’agit d’une onde ultrasonore.

Détermination de la longueur d’onde

Pour une mesure plus précise on peut mesurer 10 longueurs d’onde: 10  = 8,5cm On en déduit la valeur :  = 8,5 mm

A A’ B B’

v =  / T = 8,5.10

v=340 m/s -3 / 25.10

-6 U(  ) = 0,1 mm (1 mm / 10 car l’incertitude est plus petite en mesurant 10  ).

U(T) = 0,2 div (1graduation) = 1  s U(v) = 14 m/s Encadrement sur la mesure de la vitesse: 326 m/s < v < 356 m/s

LES ANIMAUX ET LES ULTRASONS

Les animaux utilisent les ultrasons sous forme de sonar. Ils les utilisent pour se repérer, se nourrir et communiquer.

La chauve-souris se sert de l'écholocation pour se repérer dans l’obscurité totale et pour repérer sa proie. La chauve-souris émet des impulsions à haute fréquence. Le son récupéré par l’insecte sur la trajectoire de la chauve-souris revient vers celle ci. L'écho permet à la chauve-souris de déterminer la proximité de l’insecte. Grâce à la réponse continue des impulsions réfléchies, la chauve-souris se dirige automatiquement vers la proie pour la capturer.

L’orque, le dauphin, mais aussi la plupart des mammifères marins se servent de sonar pour se repérer et repérer leur proie (comme la chauve-souris) mais aussi pour communiquer entre mammifères marins de même espèce.

Principe de l’écholocation

(avec les données pour le terminer si vous n’avez pas eu le temps de le faire)

Emission d’une salve d’ultrasons Signal sur CH1 Signal sur CH2 τ

L’émetteur doit émettre en mode salve pour que l’on puisse voir le décalage entre le début de l’émission et le début de la réception.

Réception de la salve d’ultrasons

Mesure de la distance

On suppose que l’écart entre l’émission et la réception est de 5,9 divisions sur le calibre 0,2 ms/div.

La distance mesurée pour le 4 ° ) est de 18 cm Faites les calculs avant de passer à la diapo suivante.

Résultats pour l’écholocation

 t = 5,9 x 0,2 = 1,18 ms d = v x  t = 340 x 1,18.10

-3 = 0,401 m = 40,1 cm Il s’agit d’un aller retour soit 20,1 cm pour la distance cherchée.

L’écart relatif est de (20,1 -19) / 19 = 5,8%.