3B Scientific Water Wave Channel - Manual (Page 15)

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4. Exemples d'expériences
4.1 Génération d'une onde non périodi-que
• Tout d'abord, réglez un mouvement équi-
phasé des deux excitateurs.
• Introduisez l'absorbeur à l'extrémité de la
partie en I du canal.
• Mettez le moteur en marche pendant environ
une seconde.
Il se forme un train d'ondes qui traverse le canal
(fig. 2).
4.2 Génération d'une onde périodique
• Mettez le moteur en marche pendant un cer-
tain temps.
Il se forme une onde périodique se déplaçant de
l'excitateur vers l'extrémité arrière du canal en I.
4.3 Démonstration que les ondes trans-portent
de l'énergie, mais pas de matière
• Dans la partie centrale du canal en I, fixez les
deux flotteurs sphériques avec leurs fils à diffé-
rents endroits de la paroi du canal.
• Mettez le moteur brièvement en marche.
Lorsque les flotteurs sont touchés par le train d'on-
des, ils montent et descendent comme les par-
ticules d'eau. Le train d'ondes a pour-suivi son
chemin, mais les flotteurs sont tou-jours au même
endroit.
4.4 Détermination de la vitesse de pha-ses
d'une onde
• Le moteur étant en marche, mesurez le temps
qu'il faut à un sommet de l'onde pour passer de
l'entrée dans canal en I jusqu'à l'absorbeur.
La vitesse est calculée comme quotient du parcours
et du temps.
4.5 Rapport entre la fréquence et la lon-gueur
d'onde
• Faites marcher le moteur d'abord à faible
tension.
• Evaluez la longueur d'onde.
• Puis, augmentez la fréquence du moteur et
déterminez à nouveau la longueur d'on-de.
• Répétez l'expérience avec une vitesse encore
plus élevée du moteur.
Plus la fréquence de l'onde est élevée, plus la
longueur d'onde est faible.
4.6 Réflexion de l'onde
• Retirez l'absorbeur secondaire de la partie
arrière du canal en I.
• Mettez l'excitateur d'ondes en marche pendant
environ une seconde.
Il se forme un train d'ondes qui se déplace vers
l'extrémité du canal en I. Là, il est réflé-chi et re-
tourne vers l'excitateur.
4.7 Vitesse de phases et vitesse de groupe
• Mettez l'excitateur d'ondes en marche pendant
environ deux secondes.
On observe nettement que les sommets se dépla-
cent vers l'extrémité du canal en I et, après la
réflexion, de nouveau vers l'excita-teur à une
vitesse plus élevée que tout le groupe d'ondes.
4.8 Ondes stationnaires
• Mettez le moteur en marche.
L'onde est réfléchie à l'extrémité du canal en I.
L'onde réfléchie se superpose à l'onde qui arrive. Il
se forme une onde stationnaire. Une légère modifi-
cation de la vitesse du moteur permet d'obtenir la
reproduction convain-cante d'une onde station-
naire.
4.9 Superposition équiphasée des ondes
• Remettez l'absorbeur au bout du canal en I.
• Mettez le moteur en marche.
• Tout d'abord, refermez la sortie d'un canal
partiel à l'aide du profilé étanche.
• Lorsque l'onde entre dans le canal en I, déter-
minez son amplitude (fig. 3).
• Puis, ouvrez de nouveau le second canal par-
tiel et déterminez encore une fois l'amplitude
au même endroit.
A présent, comparée au premier cas, elle est supé-
rieure du facteur
√2 (fig. 4).
4.10 Superposition des ondes avec un déphasage
de 1/2
• Tournez un manchon sur l'arbre excita-teur de
manière à ce que les excitateurs se déplacent
dans le même sens.
• Introduisez la plaque de séparation à hauteur
du passage entre les parties en V et en I.
• Mettez le moteur en marche.
A hauteur de la plaque de séparation, on observe
nettement la position déphasée des deux ondes
partielles. Dans la partie en I du canal qui n'est pas
séparée par la plaque, les deux ondes partielles se
rencontrent et s'an-nulent (fig. 1).
La formation des ondes stationnaires dans la zone
du canal renfermant la plaque provient de la réfle-
xion des ondes partielles derrière la plaque. Si l'on
n'active que brièvement l'exci-tateur, on observe
que les deux ondes par-tielles se déplacent