Notice d‘utilisation
Cuve à ondes compacte avec stroboscope à LED – Réf. 1162032
Cuve à ondes compacte avec stroboscope à LED
EXTRAIT DE LA NOTICE ORIGINALE
Cette cuve à ondes compacte est facile à monter, avec compartiment de rangement pour
tous les accessoires nécessaires à la réalisation des expériences. Elle se distingue par sa
LED 3W très lumineuse qui garantit un niveau de qualité d'image très élevé. L'unité de
commande permet de travailler en mode synchrone et asynchrone. La fréquence et
l'amplitude sont réglables en continu (affichage LED pour la fréquence).
INTRODUCTION
Afin d’observer des phénomènes mécaniques ondulatoires, il est nécessaire d’avoir : un
générateur de perturbation et un milieu de propagation élastique. La vitesse de propagation
des ondes élastiques dépend des caractéristiques physiques du milieu de propagation qui
peut être solide, liquide ou gazeux. Si ses caractéristiques physiques sont les mêmes en
tous points, c’est à dire en milieu isotrope, la vitesse est constante dans toutes les directions
et donc dans ce cas, le mouvement est uniforme.
Gardez en tête que, quelque soit le milieu, la matière n’est pas déplacée par les ondes
élastiques, seul la quantité de mouvement et d’énergie est transmise par le générateur de
perturbations.
Chaque fois qu’une onde se heurte à un obstacle, ou change de milieu de propagation,
certains phénomènes ont lieu. Ils sont les mêmes pour tous les types d’ondes. Ces
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phénomènes peuvent être visualisés en utilisant les ondes qui se propagent à la surface de
l’eau. Pour cela vous pouvez utiliser la cuve à ondes.
EXPÉRIENCES RÉALISABLES
1. Les ondes superficielles sur l’eau
2. Front d’onde
3. Longueur d’onde
4. Vitesse de propagation
5. Réflexion
6. Réfraction
7. Interférences
8. Ondes stationnaires
9. Diffraction
10. Principe de Huygens
En tout, vous pouvez réaliser 15 expériences.
CONTENU
A : Barre transversale en métal avec LED
B, C, D : Barre transversale en métal, avec molette, avec serrure,
E : pieds réglables
F : vis de fixation
G : Clé allen
H : Écran
I : Cuve
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L : Tuyau de vidange
M : Miroir
N : Vibrateur
O : Générateur d’oscillations
P : Alimentation
1 : Excitateur pour ondes planes
2 : Excitateur simple
3 : Excitateur double
4 : Barrière longue
5 : Barrière incurvée
6 : Corps trapézoïdal
7 : Corps convexe
8 : Corps concave
9 : Couple de barrière pour la diffraction
10 : Barrière centrale pour la diffraction
11 : Règle
12 : Corps opaque
13 : Graisse silicone
14 : Pissette en plastique
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ASSEMBLAGE
1 – Insérez la barre transversale B
dans A
3 – Insérez la barre transversale D
dans B et C
2 – Insérez la barre transversale C
dans A
4 – Fixez le premier pied E
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5 – Fixer le second pied E
6 – Fixez l’écran H
7 – Fixez le Cuve I et le tuyau de
vidange L
8 – Connectez le vibrateur N et le
générateur d’oscillations O
CONSEILS
- Réglez le voyant au centre de la cuve.
- Placez le tuyau de vidange dans la buse et veillez à ce que le robinet soit fermé.
- Remplissez la cuve avec 600 cm3 d’eau (distillée de préférence) ce qui équivaut à environ
1cm de hauteur.
- Avant de commencer toute expérience, étaler un peu de graisse silicone sur les excitateurs
et les corps.
- Lorsque vous avez terminé, ouvrez l’ouverture vers le tuyau de vidange et vider la cuve.
- Gardez toujours le fond de la cuve propre en prenant soin de ne pas la rayer.
- Faites les expériences dans des pièces à faible luminosité
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Pour le nettoyage de la cuve, des corps en plexiglas et du miroir utilisez un tampon de coton
ou un chiffon très doux humecté d’alcool.
1. Les ondes superficielles sur l’eau
Les ondes de surface sur l’eau sont des ondes de type bidimensionnelle. Elles ne se
comportent pas comme des ondes de compression normales parce ce que les molécules à
la surface de l’eau sont affectées par des forces ascendantes qui sont beaucoup plus faibles
que celles descendantes.
Les forces ascendantes sont causées par la nature de l’air tandis que les forces
descendantes sont causées par la nature de l’eau. La densité de l’eau est plus grande que la
densité de l’air. Par conséquent, les ondes superficielles sur l’eau sont une combinaison
d’ondes transversales et d’ondes longitudinales. Les variables qui distinguent une onde
périodique sont :
L’amplitude (A) : c’est la valeur maximum absolue du signal
La période (T) : c’est la durée complète d’une oscillation, on la mesure en secondes (s)
La fréquence source (f) : elle représente le nombre de cycle par seconde et est mesurée
en secondes (s)
La longueur d’onde (λ) : c’est la distance minimum entre les points qui vibrent en phase
et est mesurée en mètres (m)
La vitesse de propagation (v) : elle dépend des propriétés du milieu de propagation et
est mesurée en m/s
Le front d’onde : c’est l’ensemble des points qui, à un instant donné, oscillent en phase
Entre la période et la fréquence, il existe la relation suivante :
Entre la fréquence, la longueur d’onde et la vitesse de propagation, il existe la relation
suivante :
2. Front d’onde
EXPÉRIENCE N°1 : front d’onde circulaire
Matériel : 1 cuve à onde, 1 excitateur simple
Versez de l’eau dans la cuve jusqu’à ce que le niveau atteigne une hauteur de 1cm. Insérez
un excitateur simple dans le vibrateur et fixez-le en serrant la molette. Assurez-vous qu’il y a
seulement le bout de l’excitateur qui touche l’eau.
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Réglez la fréquence de vibration entre 30Hz et 40Hz et l’amplitude de vibration afin d’obtenir
une image aussi nette que possible.
Vous observerez que la surface de l’eau est le siège d’ondes circulaires qui se propagent
depuis le centre jusqu’à la périphérie. Si vous voulez obtenir une configuration d’onde
statique, synchronisez le vibrateur et le générateur de lumière en mode « on ». Si l’image ne
s’arrête pas complètement, modifiez la fréquence et l’amplitude.
Les cercles clairs correspondent au maximum d’amplitude et ceux sombres correspondent
au minimum d’amplitude.
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