Retard

Livre scolaire

• 32, 34, 33 pages 509 et 510

Annale

• Autour du papillon

Ne pas traiter les première et deuxième partie (seulement la partie 3).

• D'où viennent les couleurs des ailes des papillons ?

Interférences

Par la suite, toutes les ondes étudiées seront sinusoïdales, de même fréquence $f$.

Un exemple de montage d’étude d’une figure d’interférence

Schéma de principe

Deux ondes sinusoïdales de même fréquence $f$ sont émises par les deux émetteurs $E_1$ et $E_2$. L’émission de ces ondes s’effectuant dans un cône, ces ondes ne se superposent que dans la zone hachurée sur le schéma : c’est le champ d’interférence. Dans toute cette région, ces ondes interférent.

Émission de bips sonores par deux émétteurs

1. Deux émetteurs synchronisés, $E_1$ et $E_2$, émettent chacun un bip sonore, à la date $t=\pu{0 s}$ alors qu’un récepteur $R$ se trouve à la position $R_1$.
   Combien de bips perçoit le récepteur ? Pourquoi ?

Réponse

Le récepteur perçoit un seul bip puisque les deux signaux doivent parcourir la même distance à la même vitesse (car ils se propagent dans le même milieu) et arrivent donc à la même date.

2. On place cette fois le récepteur à la position $R_2$. Que perçoit le récepteur dans ce cas ? Pourquoi ?

Réponse

Le signal issu de l'émetteur $E_1$ doit parcourir une plus petite distance que le signal issu de l'émetteur $E_2$ (ces signaux se propagent avec la même célérité puisqu'ils sont dans le même milieu). Le récepteur perçoit donc deux signaux : celui issu de $E_1$ puis celui issu de $E_2$.

3. Si on note $t_1$ la date à laquelle le récepteur positionné en $R_2$ reçoit le signal issu de $E_1$ et $t_2$ la date à laquelle ce même récepteur reçoit le signal issu de $E_2$, établir l’expression du retard $\tau$ avec lequel le deuxième signal arrive par rapport au premier.

Deux élèves, lors d’une séance de travaux pratiques, réalisent l’expérience suivante. Ils branchent un générateur basse fréquence délivrant une tension sinusoïdale aux bornes d’un haut-parleur. À l’aide de deux microphones identiques reliés à une carte d’acquisition, ils visualisent les signaux électriques $u_1 (t)$ et $u_2 (t)$ produits lors de la réception du son (figures 1 et 2). Les deux microphones $M_1$ et $M_2$ sont séparés par une distance $d$.

Schématisation du montage Figure 1 Figure 2

[Lire]

L’objectif de cette activité est la découverte de l’impact sur l’une des caractéristiques des ondes périodiques du mouvement relatif de l’émetteur et du récepteur.

Animation

Une animation liée à cette activité se trouve à cette adresse : https://ggbm.at/tbchtyzv. Elle est utilisable en ligne ou directement depuis l’application GeoGebra sur votre smartphone.

Émetteur et récepteur immobiles l’un par rapport à l’autre

L’avertisseur à l’avant d’une voiture à l’arrêt émet des « bips » sonores à intervalles de temps régulier $T_e= \pu{1 s}$. Une personne immobile sur la route perçoit les « bips ».