Phénomènes périodiques Periodic Phenomena Français p 1 English p 7 Cuve à ondes élève Student s ripple tank Version : 9001
Phénomènes périodiques Cuve à ondes élève 1 Description La cuve à ondes se compose des éléments suivants : 1 boîtier générateur d ondes, 1 cuve à ondes munie d un écran dépoli, 1 jeu de 3 embouts (1 onde circulaire, 2 ondes circulaires, 1 onde plane), 1 jeu d accessoires pour diffraction par une fente, 1 flexible de raccordement. La cuve à ondes élève peut s utiliser soit seule avec une source de lumière placée au-dessus de la surface de l eau, soit avec le stroboscope, réf. 222 017 (non-fourni) qui s adapte directement aux dimensions de la cuve. La connexion du stroboscope se fait par une fiche DIN (voir schéma face arrière du générateur d ondes). La cuve à ondes seule (sans stroboscope) s utilise en mode asynchrone. FRANÇAIS 1
Phénomènes périodiques Cuve à ondes élève 5 6 4 1 2 3 Face avant du boîtier générateur d ondes Un commutateur 5 permet de synchroniser la fréquence des vibrations avec celle du stroboscope (non fourni) en choisissant le mode synchrone ou asynchrone. En mode asynchrone, le réglage de la fréquence du stroboscope est assuré par le bouton 1 et la fréquence de vibration par le bouton 2. En mode synchrone (utilisation du stroboscope réf. 222 017), le bouton 1 agit simultanément sur la fréquence du stroboscope et la fréquence de vibration. Le bouton 2 n a aucune action. Dans les 2 modes, l amplitude du vibreur peut être réglée par le bouton 3. Le remplissage et le vidage de la cuve se font manuellement ; une glissière permet d ajuster l embout du générateur d ondes à la surface de l eau. En mode asynchrone, une sortie sur douilles bananes 4 permet de mesurer la fréquence des ondes à l aide d un fréquencemètre (non-fourni). Le mode synchrone ne permet pas la mesure de la fréquence de façon précise. La cuve à ondes s utilise avec une alimentation externe 12 V / 5 A continue, branchée sur les douilles bananes 6. Fiche DIN pour stroboscope Sortie pour embouts Face arrière du boîtier générateur d ondes Accessoires complémentaires : Alimentation R30 Réf. 281 090 Stroboscope sur support Réf. 222 017 Logiciel Cinéris Réf. 000 333 Filtres couleurs primaires Réf. 203 019 Webcam FRANÇAIS 2
Phénomènes périodiques Cuve à ondes élève 2 Caractéristiques techniques Fréquence : réglable de 0 à 50 Hz environ, Amplitude : réglage du débit d air, Ecran : dépoli amovible, Sortie fréquence : douilles de sécurité ø 4 mm, (Mode asynchrone) Alimentation : 12 V / 5 A continu, Protection : résistance variable, Dimensions : 300 x 180 x 200 mm, Masse : 4,5 kg, Garantie : 2 ans. 3 Principe de fonctionnement 3.1 Schéma de principe Haut-parleur Membrane Dépression Compression Générateur d impulsions 3.2 Fonctionnement Un générateur de fréquence intégré à l appareil permet, après amplification du signal, l excitation d une membrane de haut-parleur à une fréquence parfaitement stabilisée. Le volume d air emprisonné entre la membrane du haut-parleur et le niveau d eau est alors mis en compression - dépression à la fréquence de vibration de la membrane, entraînant ainsi la création des ondes à la surface de l eau. Le réglage de l amplification agissant sur l amplitude des mouvements de la membrane permet le réglage de l amplitude des ondes. FRANÇAIS 3
Phénomènes périodiques Cuve à ondes élève 4 Manipulations 4.1 Mise en œuvre Cuve à ondes utilisée avec le stroboscope (non fourni) et l embout 1 onde circulaire - Remplir la cuve avec environ 150 ml d eau distillée, - Fixer un embout générateur d ondes à l extrémité du canal d alimentation : 1 onde circulaire, 2 ondes circulaires ou 1 onde plane, - Ajuster la hauteur du canal d alimentation pour que l embout affleure la surface de l eau. L embout peut également être ajusté en profondeur à l aide d une glissière, - Mettre la cuve à ondes sous tension, - Sélectionner le mode d utilisation, synchrone ou asynchrone, puis ajuster l amplitude et la fréquence de vibration avec les boutons de réglage. Pour une observation ralentie ou une immobilisation du phénomène, utiliser le stroboscope ou une webcam + le logiciel Cinéris. L utilisation d une webcam et du logiciel vidéo Cinéris permet d enregistrer chaque phénomène, puis de mesurer la vitesse de déplacement des ondes et de calculer la longueur d onde. Important pour améliorer le contraste : ajuster l amplitude de l onde, placer un filtre rouge (ou vert) sous le stroboscope. FRANÇAIS 4
Phénomènes périodiques Cuve à ondes élève 4.2 Expériences réalisables Observation d une onde plane Réflexion d une onde plane par un obstacle rectiligne Observation de l onde émise par 1 source ponctuelle FRANÇAIS 5
Phénomènes périodiques Cuve à ondes élève Réflexion d une onde circulaire par un obstacle rectiligne Interférence de 2 sources ponctuelles vibrant en phase 5 Service après vente La garantie est de 2 ans, le matériel doit être retourné dans nos ateliers. Pour toutes réparations, réglages ou pièces détachées, veuillez contacter : JEULIN - SUPPORT TECHNIQUE Rue Jacques Monod BP 1900 27 019 EVREUX CEDEX FRANCE 0 825 563 563 * * 0.15 TTC/ min à partir d un poste fixe FRANÇAIS 6
Periodic Phenomena Student s ripple tank 1 Description The ripple tank consists of the following elements: 1 wave generator cabinet 1 ripple tank equipped with a translucent screen 1 set of 3 end pieces (1 circular wave, 2 circular waves, 1 plane wave) 1 set of accessories for diffraction by a slit 1 connecting hose. The student s ripple tank can either be used independently with a light source placed above the water surface, or with a stroboscope Part no. 222 017 (not supplied) which fits directly to the dimensions of the tank. The stroboscope is connected using a DIN plug (refer to the diagram of the rear face of the wave generator). The ripple tank alone (without stroboscope) is used in asynchronous mode. ENGLISH 7
Periodic Phenomena Student s ripple tank 5 6 4 1 2 3 Front face of the wave generator cabinet A switch 5 synchronises the frequency of vibrations with that of the stroboscope (not supplied) by selecting the synchronous or asynchronous mode. In asynchronous mode, the adjustment of the frequency of the stroboscope is done by the button 1 and the frequency of vibration by the 2 button. In synchronous mode (using the stroboscope, part no. 222 017), the 1 button acts simultaneously on the frequency of the stroboscope and on the frequency of vibrations. The button 2 has no function. In the 2 modes, the amplitude of the vibrator can be adjusted by the 3 button. The tank is filled up and emptied manually; a guideway helps adjust the tip of the wave generator on the water surface. In asynchronous mode, a banana socket output 4 is used to measure the frequency of the waves using a frequency meter (not supplied). The synchronous mode does not allow for an accurate measurement of the frequency. The ripple tank is used with a 12 V / 5 A external DC power supply, connected to the banana sockets 6. Outlet for end pieces DIN socket for stroboscope Rear face of the wave generator cabinet Additional accessories R30 power supply Part no. 281 090 Stroboscope on support Part no. 222 017 Cinéris Software Part no. 000 333 Primary colour filters Part no. 203 019 Webcam ENGLISH 8
Periodic Phenomena Student s ripple tank 2 Technical characteristics Frequency: Adjustable from about 0 to 50 Hz Amplitude: adjustment of the air flow Screen: translucent, removable Frequency output: safety sockets ø 4 mm (asynchronous mode) Power supply: 12 V / 5 A DC Protection: variable resistance Dimensions: 300 x 180 x 200 mm Mass: 4.5 kg Guarantee: 2 years 3 Theory of operation 3.1 Schematic diagram Loudspeaker Membrane Depression Compression Pulse generator 3.2 Operation A frequency generator integrated to the device, after amplification of the signal, makes the membrane of the loudspeaker vibrate at a perfectly stabilised frequency.the volume of air trapped between the loudspeaker membrane and the water level is then compressed depressed at the frequency of vibration of the membrane, thus leading to the creation of waves on the water surface. The adjustment of the amplification acting on the amplitude of the movements of the membrane helps set the amplitude of the waves. ENGLISH 9
Periodic Phenomena Student s ripple tank 4 Experiments 4.1 Implementation Ripple tank used with a stroboscope (not supplied) and 1 circular wave tip - Fill up the tank with about 150 ml of distilled water. - Fix a wave generator tip at the end of the supply channel: 1 circular wave, 2 circular waves or 1 plane wave. - Adjust the height of the supply channel so that the tip just touches the water surface. The tip can also be adjusted in depth using a guideway. - Power on the ripple tank. - Select the operating mode - synchronous or asynchronous, then adjust the amplitude and frequency of vibration with the adjustment buttons. For viewing the phenomenon in slow motion or in still mode, use the stroboscope or a webcam + the Cinéris software. The use of a webcam and the Cinéris video software helps record each phenomenon, then measure the displacement velocity of the waves and calculate the wavelength. Important to increase the contrast: Adjust the amplitude of the wave Place a red (or green) filter under the stroboscope ENGLISH 10
Periodic Phenomena Student s ripple tank 4.2 Experiments that can be performed Observing a plane wave Reflection of a plane wave by a rectilinear obstacle Observing a wave emitted by 1 point source ENGLISH 11
Periodic Phenomena Student s ripple tank Reflection of a circular wave by a rectilinear obstacle Interference of 2 point sources vibrating in phase 5 After-Sales Service This material is under a two year warranty and should be returned to our stores in the event of any defects. For any repairs, adjustments or spare parts, please contact: JEULIN - TECHNICAL SUPPORT Rue Jacques Monod BP 1900 27 019 EVREUX CEDEX FRANCE +33 (0)2 32 29 40 50 ENGLISH 12