Nous avons vu dans la première activité qu'une onde sonore est une succession de zones de compression-dilatation des molécules qui sont dans le milieu.
Nous allons nous intéresser dans cette partie à la vitesse du son et la distance séparant deux molécules qui se suivent autrement dit la distance que parcourt l'onde pour passer d'une molécule à l'autre; cette distance est appelée longueur d'onde.
Vous disposez de plusieurs documents pour répondre à cette question.
Analyser tous ces documents et répondre aux questions de ma fiche.
Document n°1: L'éclair et le tonnerre
La vidéo d'un orage
Quelle différence il y a-t-il entre l'éclair et le tonnerre ?
L'éclair correspond à la manifestation lumineuse de la foudre.
Le tonnerre correspond à la manifestation sonore de la foudre.
Document n°2 : La vitesse de la lumière
Dans l’air, la lumière se propage à une vitesse de 300 000 km/s. La lumière parcourt donc 300 000 km en seulement 1 seconde. On peut également noter cette valeur sous une forme scientifique : 3,00 x 108 m/s .
Document n°3 : L'expérience
1. Schéma du montage expérimentale
2. Le but de l'expérience
Le but de l'expérience est de déterminer la vitesse du son dans l'air à l'aide de la longueur d'onde.
Pour mettre en place ce montage expérimental nous avons le matériel suivant :
- un émetteur d'ultrasons
- deux récepteurs d'ultrasons
- un oscilloscope
- un rail gradué
- un générateur de tension 15V
- des fils de connexion
3. Le matériel mis à votre disposition et son rôle
Emetteur d'ultrasons (4)
Son rôle : l'émetteur émettra le signal délivré par le GBF.
Récepteur d'ultrasons (2 et 3)
Son rôle : les récepteurs d'ultrasons captent le signal émit et le transmet à l'oscilloscope.
Oscilloscope (1)
Son rôle : l'oscilloscope est l'instrument de mesure qui nous permet de visualiser un signal au cours du temps.
Fils de connexion
Son rôle : Les fils de connexion permettent d'effectuer les branchements pour réaliser le montage.
Générateur de basses fréquences (GBF) (5)
Son rôle : un GBF permet de délivrer un signal avec la fréquence désirée.
Rail gradué (6)
Son : Le rail gradué nous permet de mesurer la distance qui sépare les 2 récepteurs.
4. Simulation de notre manipulation
Veuillez lire attentivement la fiche technique avant de manipuler.
Cette simulation fonctionne uniquement sur l'ordinateur.
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5. Comment utiliser la simulation ?
La période notée T est le temps dont à besoin l'onde sonore pour se compresser et se dilater. Elle s'exprime en seconde (s).
La longueur d'onde notée λ est la distance que parcourt l'onde pour passer d'une molécule à l'autre. Elle s'exprime en mètre (m).
La fréquence d'un son est le nombre de vibrations par seconde. Elle s'exprime en Hertz (Hz).
1DIV est un carreaux et correspond à 5 µs. (µs = microseconde)
Pour ceux qui utilise uniquement le téléphone portable.
Aide a la réalisation de la synthèse
Coup de pouce n°1
Ecouter à partir de : 1min26
Coup de pouce n°2
Vitesse du son dans l'eau : 1500 m/s
Vitesse du son dans l'acier : 5200 m/s