III- Onde à la surface de l’eau : Etude expérimentale : a- Onde circulaire : On dispose d’un vibreur muni d’une fourche à pointe unique et d’une cuve à ondes. Au repos, la pointe verticale affleure la surface libre de la nappe d’eau de la cuve en un point S. En mettant le vibreur en marche, la pointe impose au point S des vibrations verticales sinusoïdales de fréquence N. à la lumière ordinaire : On observe des ………………… circulaires ………………… et ………………… qui se propagent à partir de la source ……………………………… de rayon. à la lumière stroboscopique de période Te : * Pour Te=kT avec K𝛜 N* : La surface de l’eau paraît ………………………. Elle est formée de …………………………………………………………… concentriques, centrées au point ……… , ………………………… alternativement …………………… (élongation minimale) appelés ………………… et …………………… (élongation minimale) appelés ……………………. Sur l’écran en verre dépoli de la cuve à ondes, on observe une succession de ………………… concentriques immobiles alternativement brillants (…………………) et sombres (……………………). * Pour Te < kT : les rides paraissent progresser lentement à la surface de l’eau, en …………………………………… ……………………………………………………………………………… * Pour Te > kT : les rides paraissent progresser lentement à la surface de l’eau, en ……………………………………… ………………………………………………………………………………… . a- Onde rectiligne: On remplace la pointe par une réglette. Il se formera des rides ………………………………… parallèles à la réglette. Ces rides se propagent perpendiculairement à la réglette. Etude théorique : a- Onde circulaire : x’ s M x ys(t)=……………………………………… B Xfront d’onde = …… + .. ... *D’après le principe de propagation, chaque point M de la nappe d’eau ………………………… le même mouvement que (…) mais avec un retard ……………………… L’équation horaire du mouvement de M est : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Aspect d’une coupe transversale passante par (s) à un instant t1 : (figure(a)). ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… b- Onde rectiligne : on procède de la même façon que la corde et que la nappe d’eau. VI- Les ondes sonores : 1- Expérience et observation : A proximité d’un haut-parleur alimenté par un GBF, on place un microphone (M) très sensible. On relie les bornes du haut-parleur et du microphone respectivement aux voies YA et YB d’un oscilloscope bicourbe. Sur YA, on observe l’oscillogramme (C1) traduisant les vibrations sinusoïdales de la membrane du haut-parleur avec la fréquence N imposée par le GBF Sur YB, on observe une deuxième sinusoïde(C2) de même fréquence N traduisant les vibrations de la membrane du microphone résultent forcément du son émis par le haut-parleur. En approchant ou en éloignant le microphone par rapport au haut-parleur, suivant une direction bien déterminée, on observe toujours la sinusoïde (C 2) de fréquence N, mais avec …………………………………… et de ………………………………………………………………… par rapport à (C1), changent. Pour des positions bien déterminées on obtient deux courbes …………………………………………. En déplaçant maintenant le microphone autour du haut-parleur dans toutes les directions tout en le maintenant à …………………………………………………. de ce dernier, on constate que la sinusoïde (C2) ………………………………………………………………………………………………… par rapport à la sinusoïde (C 1) 2- Exploitation des résultats : Le son est de nature ………………………………. C’est une ………… mécanique, appelée onde ……………… Sa longueur d’onde λ est la distance qui sépare …………………………………………………………………………… du microphone pour lesquelles ces deux courbes ………………………………………………………………………. la célérité v du son est …………………………………… L’onde sonore émise par une source ponctuelle (approximation du haut-parleur) est une onde progressive ……………………………………, mais qui s’atténue en s’éloignant de la source à cause de ……………………………………… de l’énergie. 3-Applications: Exercices : 6 et 7 : page 216 Exercices : 13 et 14 pages 219 et 220.
