Etude des ultrasons au collège publié le 31/05/2017  - mis à jour le 12/12/2018

Le dispositif "BAPUS" permet d’étudier les ultrasons. Il est constitué :
 d’un banc d’une longueur utile de 70 cm. (Longueur totale : 80 cm)
 d’un boitier « générateur » continu ou salves,
 d’un émetteur US,
 de 2 récepteurs US.

Le boitier "générateur" permet d’ajuster la fréquence d’émission autour de 40 kHz (+ ou- 4 kHz) en mode continu mais également d’ajuster le rapport cyclique des salves (mode salves).
Il doit être alimenté par un générateur 12V continu. L’alimentation Multi-tensions du CRES convient parfaitement pour cette expérience.
On peut ainsi utiliser ce banc pour déterminer la vitesse des US dans l’air.

Ce matériel peut également être utilisé pour une étude plus approndie des ultrasons : voir expérience lycée

Liste du matériel

image Désignation Code Prix TTC
Banc complet pour l’étude des ultrasons (1 rail, 1 générateur de salves, 1 émetteur US et 2 récepteurs US) BAPUS 52,00
Générateur de salves genesalves 18,00
Emetteur US pour banc CRES EMUS 8,50
Récepteur US pour banc CRES REUS 8,50
- Rail seul pour montage BAPUS RAILUS 15,00

Matériel en situation

Banc ultrasons pour collège

Protocole expérimental

Branchements et réglages
 Brancher une alimentation 12V continue aux bornes du boitier "Générateur".
 Relier l’émetteur US à la "Sortie Emetteur US".
 Placer le 1er récepteur US sur le banc et relier ses bornes à la voie 1 de l’oscilloscope.
 Sur le boitier "générateur", sélectionner le mode continu et ajuster la fréquence de manière à obtenir la plus grande amplitude sur l’oscilloscope.
 Placer le 2ème récepteur US sur le banc et relier ses bornes à la voie 2 de l’oscilloscope.
 Régler l’oscilloscope de façon à observer les deux signaux.

Résultats
 Placer les deux récepteurs l’un à coté de l’autre et observer l’oscilloscope (voir image ci-dessous)
Le signaux se superposent.

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 Séparer les émetteurs d’environ 60 cm et observer l’oscilloscope (voir image ci-dessous)

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On observe un décalage de 3,6 divisions avec une sensibilité horizontale de 0,5ms/div soit 3,6x0,5 = 1,8ms=0,0018s
La distance entre les deux récepteurs est de 60cm = 0,60 m.
Soit une vitesse v = 0,60 / 0,0018= 333 m/s (valeur théorique 340m/s)