Ondes sonores

[Paul1998]

bonjour je ne comprend pas la correction d'un QCM :

On réalise le montage ci-contre: Le générateur E émet une onde ultrasonore, de fréquence =50 kHz, qui se propage vers les récepteurs R1 et R2. L’émetteur E et les récepteurs R1 et R2 sont alignés. Lorsque R2 est situé à 2,8 cm de R1, les signaux reçus par l’oscilloscope sont en phase.

A. La période des ultrasons est égale à 20 µs. [ VRAI] Aucun soucis ici, on l'obtient avec la relation T = 1/f

B. La longueur d’onde est la distance parcourue par l’onde pendant une période T. [VRAI] Aucun soucis non plus, définition du cours

Lorsque l’on recule R2, les signaux se décalent. Il faut reculer R2 de façon qu’il se situe à une distance d’= 3,5 cm pour que les signaux soient de nouveau en phase.

C. La longueur d’onde est égale à 3,5 cm. [FAUX] Je ne vois pas pourquoi

D. La vitesse de propagation de l’onde ultrasonore est = 350 m.s-1 . [VRAI] Je ne vois pas pourquoi non plus

On immerge l’ensemble dans l’eau. On répète l’expérience précédente. Il faut alors éloigner R2 de R1 d’une distance de 5,6 cm pour obtenir à nouveau deux signaux en phase.

E. La vitesse de propagation de l’onde ultrasonore dans l’eau est de 1400 m.s-1 . [VRAI] Je ne vois pas pourquoi non plus


Merci d'avance
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[fregoli]

question c): les signaux seront en phase quand l'écart entre R1 et R2 sera un multiple entier de la longueur d'onde.
Ils étaient déjà en phase quand D=2,8 cm, ils redeviennent en phase quand on passe à 3,5 donc on est passé de 2,8 / N à 3,5 / (N+1), et la longueur d'onde n'a pas changé entre temps, on supposera qu'on a rien raté en reculant. Donc quand on passe de 2,8 à 3,5 combien de N on a passé, et donc quelle est la longueur d'onde

Question d) : Quel est la rapport entre la vitesse, la longueur d'onde et la période ??? des m/s, des m et des s cela doit te dire quelque chose.

Question e) : tu refais les deux mêmes calculs.

[Paul1998]

question c): les signaux seront en phase quand l'écart entre R1 et R2 sera un multiple entier de la longueur d'onde.
Ils étaient déjà en phase quand D=2,8 cm, ils redeviennent en phase quand on passe à 3,5 donc on est passé de 2,8 / N à 3,5 / (N+1), et la longueur d'onde n'a pas changé entre temps, on supposera qu'on a rien raté en reculant. Donc quand on passe de 2,8 à 3,5 combien de N on a passé, et donc quelle est la longueur d'onde

Bonjour,

Je n'ai pas vraiment compris ce que tu voulais dire dans la réponse a la question c) :
je ne comprends pas vraiment ce que veut dire que les signaux sont en phase

[fregoli]

Je vais essayer d'être clair, à défaut d'être rigoureux.

Un signal sonore est une onde sinusoïdale, et sa représentation mathématique passe successivement par des points qui décrivent une sinusoïde. (F(x) = A sin(wt+Phi) dans un cas général, je fais volontairement abstraction du cos pour ne pas compliquer)

On dira que les signaux sont en phase quand leurs représentations seront dans le même état, c'est à dire que les fonctions mathématiques qui les représentent auront la même valeur.

Donc leurs représentations mathématiques seront décalée dans le temps d'un nombre entier de leur période (je te rappelle que ce sont des fonctions sinusoïdales, et donc elle ont une période, et que sin(x+ 2pi) = sin(x) ).

La distance parcourue correspondant à une période, c'est justement la définition de la longueur d'onde.

Est-ce plus clair, sinon il te faut dessiner une sinusoïde sur 2 périodes pour comprendre.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Paul1998]

Si j'ai bien compris c'est quand 2 points atteignent leurs minimum et leur maximum en meme temps

[fregoli]

Un petit dessin vaut des fois mieux:



OK?

[fregoli]

Si j'ai bien compris c'est quand 2 points atteignent leurs minimum et leur maximum en meme temps

Donc oui, c'est ça.
Et pour en revenir au QCM, comme les deux micros sont en phase, ils sont donc séparés par un multiple entier de la longueur d'onde, et comme on a fait attention en reculant, on n'a pas oublié de position où ils seraient aussi en phase, donc on exactement une fois la longueur d'onde entre les deux points.

[Paul1998]

merci de ces explications !

Bonne journée

[Paul1998]

ReBonjour,
je bloque a la c) et la d)

D'apres la formule v = d/t, on a pour la c):

v = 0.07m / 20*10^-6s = 3500 et non 350.

pareil pour la d)

v = 0.28m / 20*10^-6 = 14 000 et non 1400

[Paul1998]

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