L’émetteur émet-il des ondes L’émetteur émet-il des ondes ultrasonores ?ultrasonores ?

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

L’amplitude dépend deL’amplitude dépend de

la position du récepteur la position du récepteur

mais pas sa période, on mais pas sa période, on

peut donc se placer où peut donc se placer où

l’on veut.l’on veut.

T = 25 T = 25 s (avec b = 5 s (avec b = 5 s/div)s/div)

f = 1/T = 1/25.10f = 1/T = 1/25.10-6-6 =40 kHz =40 kHz

On vérifie bien qu’il s’agit d’une On vérifie bien qu’il s’agit d’une onde ultrasonore.onde ultrasonore.

Détermination de la longueur Détermination de la longueur d’onded’onde

Pour une mesure Pour une mesure

plus précise on plus précise on

peut mesurer 10 peut mesurer 10 longueurs d’onde: longueurs d’onde:

10 10 = 8,5cm = 8,5cm

On en déduit la On en déduit la valeur : valeur : = 8,5 mm = 8,5 mm

A

A’

B

B’

v = v = / T = 8,5.10 / T = 8,5.10-3-3 / 25.10 / 25.10-6-6

v=340 m/sv=340 m/s

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

U(T) = 0,2 div (1graduation) = 1 U(T) = 0,2 div (1graduation) = 1 ss

U(v) = 14 m/sU(v) = 14 m/s

Encadrement sur la mesure de la vitesse:Encadrement sur la mesure de la vitesse:

326 m/s < v < 356 m/s326 m/s < v < 356 m/s

LES ANIMAUX ET LES LES ANIMAUX ET LES ULTRASONSULTRASONS

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

La chauve-souris se sert de l'écholocation pour se repérer dans La chauve-souris se sert de l'écholocation pour se repérer dans l’obscurité totale et pour repérer sa proie. La chauve-souris l’obscurité totale et pour repérer sa proie. La chauve-souris

émet des impulsions à haute fréquence. Le son récupéré par émet des impulsions à haute fréquence. Le son récupéré par l’insecte sur la trajectoire de la chauve-souris revient vers celle-l’insecte sur la trajectoire de la chauve-souris revient vers celle-ci. L'écho permet à la chauve-souris de déterminer la proximité ci. L'écho permet à la chauve-souris de déterminer la proximité

de l’insecte. Grâce à la réponse continue des impulsions de l’insecte. Grâce à la réponse continue des impulsions réfléchies, la chauve-souris se dirige automatiquement vers la réfléchies, la chauve-souris se dirige automatiquement vers la

proie pour la capturer.proie pour la capturer.

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

mammifères marins de même espèce.mammifères marins de même espèce.

Principe de l’écholocationPrincipe de l’écholocation(avec les données pour le terminer si vous (avec les données pour le terminer si vous

n’avez pas eu le temps de le faire)n’avez pas eu le temps de le faire)

Signal sur CH1

Signal sur CH2

Emission d’une salve d’ultrasons

Réception de la salve d’ultrasons

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.

Mesure de la distanceMesure de la distance

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

La distance mesurée pour le 4°) est La distance mesurée pour le 4°) est de 18 cmde 18 cm

Faites les calculs avant de passer à Faites les calculs avant de passer à la diapo suivante.la diapo suivante.

Résultats pour l’écholocationRésultats pour l’écholocation

t = 5,9 x 0,2 = 1,18 mst = 5,9 x 0,2 = 1,18 ms

d = v x d = v x t = 340 x 1,18.10t = 340 x 1,18.10-3 -3

= 0,401 m = 40,1 cm= 0,401 m = 40,1 cm

Il s’agit d’un aller retour soit 20,1 cm Il s’agit d’un aller retour soit 20,1 cm pour la distance cherchée.pour la distance cherchée.

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