Corrigé du TP: Mesure de la célérité des ultrasons dans l’air
Mesures en accord avec les animations qui sont sur le site physiquepovo.com
Erreurs à éviter:
• Toutes les mesures de longueur doivent être assez grandes pour minimiser l’erreur relative sur ces mesures… au moins 30cm.
• Attention aux chiffres significatifs sur les mesures : longueurs à 1mm près, mesures sur l’oscilloscope à 2 dixièmes de divisions près.
Les ultrasons sont des ondes sonores de fréquence N supérieure à celle des sons les plus aigus perceptibles par l’oreille humaine ( N supérieure à 20.103Hz ).
Ils sont donc inaudibles pour nous (mais audibles par certains animaux).
Matériel disponible sur la paillasse:
• Emetteur d'ultrasons alimenté par un générateur de tension continue 15V
• 2 récepteurs d'ultrasons reliés aux entrées A et B d'un oscilloscope bicourbe par des cables blindés pour limiter l'influence des ondes électromagnétiques ambiantes.
• 1 banc d'optique gradué en mm

Méthode n°1 : l’émetteur doit être positionné sur « salves courtes »
Nous utilisons ici un générateur de salves d’ultrasons :
Il émet des ultrasons pendant une durée brève, puis n’émet plus rien, avant de réémettre, et ceci de façon périodique.
• Déduire de ces explications la définition d’une salve.
Une salve correspond à une émission d'ultrasons pendant une durée limitée, encadrée par des temps de silence.
•

Déterminer la période T1 des salves et la période T2 des ultrasons en détaillant le calcul et en évaluant les incertitudes.
Période T1 des salves → mesure sur l'écran: 8,3±0,2cm calibre:0,5ms/cm
→ T1= 8,3x0,5.10–3= 4,15.10–3s et ∆T1= 0,2x0,5.10–3= 0,1.10–3s
T1= 4,1.10–3± 0,1.10–3s
→ T1= 4,15.10–3± 0,1.10–3s
Période T2 des ultrasons → mesure sur l'écran: 8,6±0,2cm calibre:50µs/cm Nb de périodes mesurées:10
→ T2= 8,6x50.10–6 /10= 4,3.10–5s et ∆T2= 0,2x50.10–6 /10= 0,1.10–5s
→ T2= 4,3.10–5± 0,1.10–5s
T2= 4,3.10–5± 0,1.10–5s
Remarque: La fréquence des U.S. est F2 =1/T2 = 23.103Hz. Elle est bien inaudible pour