PRESENTATION
Titre Les Ultrasons
Type d'activité Activité documentaire
Objectifs de l’activité
Étudier les principaux dispositifs d'émission et de détection des ondes utrasonores. Approche historique et technologique.
Références par rapport au programme
Classe de terminale – Enseignement de spécialité Thème : Son
Remarques
FICHE ELEVES
Activité documentaire – Les ultrasons Document n°1 :
Est représenté ci-dessous le spectre visible de la lumière :
Couleur λ (nm)
Violet 400
Bleu 470
Vert 550
Jaune 590
Orange 630
Rouge 800
Document n°2 :
L’oreille humaine peut percevoir des ondes sonores dont les fréquences sont comprises entre 20Hz et 20kHz
Document n°3 :
Les ultrasons sont des vibrations acoustiques de fréquence trop élevée pour produire une sensation auditive.
Un ultrason correspond à une fréquence supérieure à 20 000 Hz ; il est, par rapport aux sons audibles, ce que les radiations ultraviolettes sont aux radiations visibles du spectre.
La production des ultrasons
Ce n'est qu'en 1917, sous l'influence des nécessités pressantes de la lutte anti-sous-marine, qu'est apparu le premier générateur d'ultrasons. Actuellement trois phénomènes sont utilisés ; dans les trois cas l'énergie électrique transportée par des courants alternatifs de fréquence élevée est transformée en énergie mécanique (oscillations d'un système mécanique).
Les générateurs piézoélectriques
La piézoélectricité a été utilisée par Langevin pour réaliser un générateur d'ultrasons dans lequel l'élément essentiel est constitué par une sorte de mosaïque de lamelles de quartz, d'orientation et d'épaisseur rigoureusement identiques, collées entre deux disques d'acier. L'ensemble est appelé un triplet. On relie les deux disques métalliques aux deux bornes d'une source de courant alternatif. Les lames de quartz présentent la propriété de se déformer à la même fréquence que celle de la tension qui leur est appliquée. Elles produisent des vibrations mécaniques qui sont transmises au milieu dans lequel se trouve l'appareil.
Les émetteurs magnétostrictifs
(nm)
400 600 800
f (Hz)