longueur d'ondes des ultrasons

[massii93]

bonsoir tous le monde
je veux exposer un petit problème sur le TP de capteurs qu'on a fait récemment:

on a mit deux capteurs d'ultrasons en face à face, et au milieu on posait des obstacles différents (de l'époxy, de l'éponge, du tissu qu'on a plié sur' puis sur 16 ou encore une plaque métallique .. etc).
En changeant d'obstacle on a remarqué un changement d'amplitude dans le récepteur mais la fréquence reste constante.
on nous a posé les questions suivantes:
sachant que l’émetteur est alimenté par un GBF de fréquence 40khz, la distance entre les 2 capteurs est de 2cm.
1 - calculer la vitesse des ultrasons pour chaque obstacle.
2 - calculer la longueur d'onde pour chaque obstacle.
3 - en déduire le taux d'atténuation.

mais ma question est la suivante:
puisque on a : vitesse = longueur d'onde*fréquence
étant donnée que c'est la fréquence qui est constante ,peut-on dire que la vitesse de l'onde est celle de l'air (340 m/S) et peut-on dire que la longueur d'onde reste elle aussi constante. et quelle est l'utilité de la variation de l'amplitude.

et merci d'avance de votre aide
-----

[jiherve]

Bonsoir,
Oui la longueur d'onde est constante pour une fréquence donnée et une température/humidité de l'air constante mais elle varie au passage d'un obstacle(dans l'obstacle) si celui ci est situé entre émetteur et récepteur, ce n'est pas facile à mesurer.
La variation d'amplitude est due à la plus ou moins grande réflectivité/absorption des "cibles".
JR

[massii93]

Merci bcp jiherve vous m'avez soulagé, mais j'ai quand même une autre question, vous avez dit

La variation d'amplitude est due à la plus ou moins grande réflectivité/absorption des "cibles".
JR

et oui justement c'est de là qu'il faut calculer le coefficient d'atténuation sachant que " I=I0*e^(-ux) "
"I" est l'intensité de l'onde (exprimée en watt par m2 )
"I0" est l'intensité initiale
"x" la distance traversée par un son ou un ultrason dans une substance
et "u" le coefficient d'atténuation

que représente cette intensité par rapport a la tension et comment calculer la distance "x" pour en déduire le coeffecient d'atténuation ??

[massii93]

enfaîte je ne cherche pas la distance puisque je l'ai déja !!!
le problème c'est l'intensité "I" et "I0" ....
je ne c'est pas ce qu'elle représente et comment la calculer !!!!
merci de votre aide les amis !!!!

[A voir en vidéo sur Futura]

[annjy]

enfaîte je ne cherche pas la distance puisque je l'ai déja !!!
le problème c'est l'intensité "I" et "I0" ....
je ne c'est pas ce qu'elle représente et comment la calculer !!!!
merci de votre aide les amis !!!!

Bsr,

sans obstacle, ça vaut quoi, u ?

....
cdlt,
JY

[Yvan_Delaserge]

1 - calculer la vitesse des ultrasons pour chaque obstacle.
2 - calculer la longueur d'onde pour chaque obstacle.
3 - en déduire le taux d'atténuation.

mais ma question est la suivante:
puisque on a : vitesse = longueur d'onde*fréquence
étant donnée que c'est la fréquence qui est constante ,peut-on dire que la vitesse de l'onde est celle de l'air (340 m/S) et peut-on dire que la longueur d'onde reste elle aussi constante. et quelle est l'utilité de la variation de l'amplitude.

et merci d'avance de votre aide

1) La vitesse du son dans un milieu dépend de sa densité.
2) La longueur d'onde dépend de la fréquence (connue) et de 1).
3) On ne peut pas déduire le taux d'atténuation de la vitesse du son si le milieu n'est pas homogène. L'éponge, le tissu comportent de nombreuses (nombre exact inconnu) interfaces entre des milieux de densité différente (air et cellulose), et à chacune de ces milliers d'interfaces on a une certaine (aléatoire) atténuation.

Si le milieu est homogène, l'atténuation viendra principalement aussi des interfaces:
- entre le transducteur et l'air
- entre l'air et l'époxy (par exemple)
- entre l'époxy et l'air
- entre l'air et le récepteur.
Si les interfaces sont toutes parallèles, on doit pouvoir calculer tout ça, mais je ne connais pas les formules.

[massii93]

sans obstacle, ça vaut quoi, u ?

bnr, bein sans obstacle la tension u vaut 4.4 Volt et ce pour une distance de 2cm (entre l’émetteur et le récepteur)

[massii93]

merci bcp Yvan_Delaserge
je comprend mieux pourquoi notre professeur a annulé cette question au dernier cours, il a assuré que personne ne trouverait cette réponse....
et il a bien raison je crois
mais ma curiosité me joue des tours des fois ,je voudrais quand même savoir si vous pouvez m'expliquer cette relation entre la puissance et la surface pour avoir l'intensité !!!! ( l'unité de I est en Watt/m² )

[Yvan_Delaserge]

Le watt par mètre carré (symbole W⋅m-2), est l'unité SI
- de la constante solaire,
- du flux thermique surfacique,
- de l'éclairement énergétique,
- de l'exitance énergétique,
- de l'intensité acoustique,
- de la norme du vecteur de Poynting

Compte tenu du contexte, je pencherais pour l'avant-dernière possibilité.

[annjy]

ce n'est pas une intensité, c'est une densité de puissance.

JY

[Yvan_Delaserge]

Intensité acoustique [W/m**2]
Densité de puissance surfacique [W/m**2]