T STL Spécialité SPCL Mesurer
TP 9:Coefficients de transmission et de réflexion énergétiques
Objectifs : - Mesurer le coefficient d'absorption des ondes lumineuses ou ultrasonores dans un milieu.
Mesurer les coefficients de transmission et de réflexion énergétiques des ondes lumineuses ou ultrasonores d'une interface en incidence normale.
- Utiliser les coefficients énergétiques dans l'étude de cas concrets simples.
1. Etude des ultrasons
1.1. Estimation de l’atténuation du signal dans l’air :
L'onde ultra-sonore, en se propageant cède une partie de son énergie au milieu : il y a absorption de l'énergie ultra-sonore et l'intensité du faisceau diminue.
Lancer latispro Ouvrir le fichier salve
Ou effectuer les réglages suivants : Entrées EA0 active ±0,2 V Nombre de points 2000 Echantillon 2 s
Total 4 ms
Feuille de calcul : Cr=Si(Temps<0,0002;1;0) S=5*Sin(2*Pi*40000*Temps) salve=Cr*S
Faire une première acquisition juste pour pouvoir calculer. (F10) Sortie : décocher GBF
SA1 active Choisir salve
Mesurer la distance d entre les deux récepteurs
Lancer l’acquisition (F10)
A l’aide du réticule, mesurer l’amplitude A.
Mesurer l’amplitude du signal reçu x
(cm) 10 15 20 25 30 35 40 Amplitude
(mV)
1. Tracer la courbe A=f(x)
2. L’intensité décroit exponentiellement : Où est le coefficient d’absorption (m-1) Ajouter une courbe de tendance exponentielle et déterminer
1.2. Coefficient de réflexion énergéique :
Pour simuler une réflexion partielle à l’interface de 2 milieux, on utilise une grille :
Etude de la transmission :
d = 10 cm Emetteur
SA1
Récepteur EA0 1
d = 10 cm x = 20 cm
Emetteur SA1
Récepteur 2 EA0
A Sonomètre
d = 10 cm Emetteur
SA1
Récepteur EA0
1
1. Déterminer le coefficient de Transmission : 220 2
20 cm
T cm t
A A I
T I
2. Expliquer pourquoi on divise par l’amplitude mesurée a 20 cm de la source.
Etude de la réflexion :
1. Déterminer le coefficient de réflexion AR.
cm R
I R I
20
3. Vérifier que R + T = 1
2. L’albédo :
L’albédo indique le pouvoir de réflexion d’une matière.
Un morceau de velours noir nous paraît sombre parce qu’il réfléchit peu de lumière (5 à 10 % environ).
Une feuille blanche nous paraît claire parce qu’elle réfléchit beaucoup de lumière (80 % environ).
Les cellules photoélectriques sont étalonnées pour donner une mesure précise pour un sujet moyen réfléchissant 18 % de lumière.
1.3. Utilisation du radiomètre :
1) Obturez l'entrée du tube du radiomètre, en tournant le porte-filtre jusqu'au repère " O ".
2) Mettez l'interrupteur arrêt-marche sur " marche ".
3) Utilisez l'amplification maximale en tournant les deux boutons à fond dans le sens des flèches.
4) Si l'aiguille n'indique pas zéro, amenez la à cette position en agissant, avec le tournevis fin, sur la vis placée au fond de la petite ouverture repérée sur le dessus de l'appareil.
5) Réduisez l'amplification de moitié en tournant les boutons dans le sens contraire des flèches.
6) Mettez sur " arrêt ".
7) Réglez la hauteur du radiomètre et la position de la source lumineuse.
8) Placez la mire à étudier
9) Recouvrez la cible avec une référence blanche (par exemple une feuille de papier Canson blanc mat 180g/m2 ), placée horizontalement ; vous pouvez la poser sur un petit cadre entourant la cible.
10) Allumez les lampes et mettre le radiomètre en position " marche ".
11) Choisissez le filtre souhaité et réglez l'amplification avec le bouton de gauche (réglage gros) sur 100%. Si c'est impossible, changer de diaphragme.
12) Enlevez la feuille blanche et lisez l'indication X de l'aiguille. Si l'éclairement n'a pas changé entre les deux mesures, X représente la valeur en pourcentage, de la réflectance de la substance étudiée dans la bande spectrale correspondant au filtre utilisé.
Réflectance = puissance rayonnante réfléchie / puissance rayonnante reçue
13) En recommençant l'opération avec les autres filtres disponibles, vous obtiendrez 5 points de la courbe de réflectance de la substance étudiée.
1.4. Codage des image :
Réflectance canal Rouge
Réflectance canal Vert
Réflectance Canal Bleu Blanc
Gris Noir Rouge
Vert Bleu
d = 3 cm Emetteur
SA1
Récepteur EA0
1
D = 24 cm En cours :
3. Mesure d’épaisseur :
Réaliser le montage suivant
Faire varier les distance d et D
Eventuellement diminuer la durée de la salve.
1. Expliquer l’allure de la courbe
2. Que se passe-t-il si on place une deuxième grille ?
Le vérifier
