Vitesse du son (3)


On reprend le dispositif déjà décrit dans cette page.
Le haut-parleur émet une onde de fréquence N.
Le microphone à électret M1 est relié à la voie X de l'oscilloscope.
Le second microphone M2 situé à la distance d du premier peut se déplacer le long d'une règle graduée.
Son signal est appliqué sur la voie Y.
Comme la célérité du son est c, le décalage temporel entre les deux microphones est Δt = d / c. Ce décalage correspond à une différence de phase φ = 2.π.N.d / c
Le signal de la voie X est x = A.sin(2πN.t).
Le signal de la voie Y est y = A.sin(2πN.t + φ).
Pour une valeur quelconque de la phase la figure obtenue est une ellipse.
Cas particuliers :
φ = 2.k.π. On a alors y = x : La courbe est une droite de pente + 1.
φ = (2.k + 1).π. Alors y = − x : La courbe est une droite de pente − 1.
φ = (2.k + 1).π / 2. Cette fois, on a : x² + y² = A²: La courbe est un cercle.

On fait varier d à partir de zéro. Lorsque la courbe devient une droite de pente + 1 le déphasage est égal à 2π.
On a donc pour cette position N. d = c
Pour la valeur suivante de d qui correspond à une droite on 2.c = N.d ...

Un click sur le bouton [Nouveau] génère une valeur de c comprise entre 300 et 360 m /s.
Un click sur le bouton [Réponse ] affiche la valeur de c.