On réalise l'expérience suivante, où R_1 et R_2 sont deux récepteurs d'ondes ultrasonores respectivement reliés à la voie A et la voie B d'un oscilloscope numérique :
Les signaux reçus sur l'oscilloscope numérique sont représentés ci-dessous :
Pourquoi les signaux reçus sont-ils décalés ?
Les deux récepteurs ne sont pas placés à la même distance de l'émetteur. La distance parcourue par les ultrasons avant d'atteindre R_2 est ainsi plus grande que celle pour atteindre R_1 : il est donc normal que le signal soit reçu plus tard sur la voie B, reliée à R_2, que sur la voie A, reliée à R_1.
Les signaux reçus sont décalés, car R_1 et R_2 ne sont pas situés à la même distance de l'émetteur.
Quel est l'intervalle de temps \Delta t séparant la réception des deux signaux ?
On peut mesurer \Delta t sur l'oscillogramme :
\Delta t=\left(1{,}25-1{,}00\right)\times10^{-2}
\Delta t=0{,}25\times10^{-2} s
\Delta t=2{,}5\times10^{-3} s
Sachant que x_1 = 15 cm et x_2 =100 cm, quelle est la valeur de la vitesse v des ultrasons dans l'air ?
On sait que v=\dfrac{d}{t}, avec v en m.s-1 , d en m et t en s.
La distance parcourue par les ultrasons dans l'air entre le récepteur 1 et le récepteur 2 pendant le temps \Delta t est :
d=x_{2}-x_{1}=100-15=85 cm
Donc :
v=\dfrac{d}{\Delta t}
v=\dfrac{85\times10^{-2}}{2{,}5\times10^{-3}}
v=3{,}4\times10^{2}
v\approx340 m.s-1
La vitesse des ultrasons dans l'air est v\approx340 m.s-1.