Table des Matières
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Les manipulations décrites dans ce fascicule sont destinées aux élèves de troisième année (niveau A),
de quatrième année (niveau B) et de sixième année (cours à trois heures par semaine) de
l'enseignement secondaire général.
Nous avons choisi de travailler avec des ondes ultrasonores, de même nature que les ondes sonores,
pour les raisons suivantes:
1. Leur longueur d'onde est plus petite que celle des ondes sonores, ici de l'ordre de
8,5 mm dans l'air à 20 °C; elles sont donc plus directives.
2. Les
douloureuses pour l'oreille; les expériences qui suivent présentent l'avantage d'être plus
confortables.
3. Les ultrasons sont de plus en plus utilisés dans des domaines aussi divers que la
médecine, la dentisterie, la bijouterie, la navigation maritime, le nettoyage...
La technologie, les médias de vulgarisation, la zoologie... emploient souvent le terme
«ultrasons». C'est pourquoi il nous a semblé intéressant de les étudier dès le deuxième
degré.
Les cinq premières manipulations de ce fascicule permettent d'introduire, en les visualisant, les notions
de fréquence, de célérité, de longueur d'onde des ondes ultrasonores. Les divers montages qui y sont
mis en jeu sont simples et peuvent être compris par des élèves du deuxième degré s'ils s'insèrent dans
le cours à la fin du module «Acoustique», après l'étude du principe de fonctionnement d'un
oscilloscope.
Les cinq autres manipulations font appel à l'étude des phénomènes vibratoires (notions de plan d'onde,
de déphasage, d'interférences, de battements, d'effet Doppler...) et s'adressent donc plus directement
aux élèves de sixième année (cours à trois heures par semaine).
Pour réaliser l'ensemble des manipulations, un oscilloscope double trace est indispensable. Un
fréquencemètre ne sera utile que si l'on désire mettre en évidence l'effet Doppler à la manipulation 7.
Deux rails et trois chariots de la collection de mécanique Phywe sont nécessaires pour réaliser la
manipulation 10.
Nous espérons que les élèves et leurs professeurs découvriront avec plaisir un domaine de la physique
jusqu'à présent rarement illustré dans l'enseignement secondaire.
Introduction
manipulations
«audibles»
deviennent
rapidement
2
désagréables,
voire
Paule Preux
Myriam Van Sinoy
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