Vitesse des ondes sonores dans l'acrylique

Objectif :

  • mesurer avec précision la vitesse des ondes sonores dans des cylindres d'acrylique,

  • s'affranchir des défauts liés aux différentes sondes utilisées.

Remarque

Les cylindres sont fragiles.

Toujours les manier délicatement et les placer sur un papier doux afin d'éviter de les rayer.

Protocole expérimental :

  1. Mesurer délicatement les longueurs \(s\) des 4 cylindres avec un pied à coulisse. Noter ces valeurs dans le Tab. (2).

  2. Régler les gains (6) et puissance d'émission (3) au minimum.

  3. Engager la sonde 1 MHz dans le connecteur 5 et placer le bouton 4 en position réflexion.

  4. Déposer une goutte de gel acoustique sur le cylindre et mettre en contact la sonde avec celui-ci.

  5. Un pic devrait être visible dans l'interface du logiciel. Pour une bonne lecture, la hauteur de ce pic doit faire 75-80 % de l'échelle totale.

    Le gain (6) doit d'abord être réglé avant d'ajuster la puissance d'émission (3).

    Si le gain maximum n'est pas suffisant, le réduire au minimum et augmenter d'une valeur la puissance (3).

    Recommencer jusque le pic soit visible.

    La fenêtre d'amplification peut ensuite être ajustée pour améliorer la détection.

  6. Mesurer les positions des pics correspondants aux ondes acoustiques réfléchies pour les 4 cylindres.

    La mesure doit se faire en pointant le front montant de l'impulsion (début de détection de l'onde).

  7. Remplir le tableau (2).

  8. En utilisant les mesures obtenues dans deux cylindres différents, en déduire la vitesse des ondes sonores c dans le matériau corrigée par le temps de propagation des ondes dans la couche protectrice L.

  9. Remplir le Tab. (3).

  10. Calculer le temps de retard τ qui résulte de la couche de protection de la sonde.

  11. Reprendre cette étude avec la sonde 2 Mhz.

  12. Donner la vitesse moyenne \(c_{moy}\) des ondes sonores dans l'acrylique.

    En déduire le retard moyen \(τ_{moy}\).

  13. Tracer la courbe représentant \(c\) non corrigé en fonction de \(s\) et \(c\) corrigé.

  14. Conclusions.

  15. Dans le menu “paramètres du logiciel”, entrez les valeurs de \(τ_{moy}\) et indiquez la valeur de la vitesse dans l'onglet correspondant.