Reflectia undelor ultrasonice plane pe o suprafata plana

Reflectia undelor ultrasonice plane pe o suprafata plana

Experimentul Reflectia undelor ultrasonice plane pe o suprafata plana isi propune sa confirme legea reflexiei “unghiul de incidenta = unghiul de reflexie” pentru unde ultrasonice. In aceasta configuratie, un transductor ultrasonic ca sursa de tip punct este plasat in punctul focal al unui reflector concav, astfel incat unde ultrasonice plate sunt generate. Unda plana loveste o suprafata plana la un unghi de incidenta α si este reflectata acolo. Intensitatea reflectata este masurata la diferite unghiuri folosind un al doilea transductor. Directia intensitatii maxime reflectate este definita ca unghiul de reflexie β.

Obiectivele experimentului:

Masurarea intensitatii reflectate la un unghi fix de incidenta in functie de pozitia angulara a receptorului.

Determinarea unghiului de reflexie.

Confirmarea relatiei “unghiul de incidenta = unghiul de reflexie”.

Principii:

Scopul acestui experiment este de a dovedi ca legea reflexiei “unghiul de incidenta = unghiul de reflexie” se aplica si pentru unde ultrasonice. Unghiul de reflexie este definit ca unghiul dintre perpendiculara (fata de suprafata reflectoare) si intensitatea maxima reflectata (vezi Figura 1).

Doua transductoare ultrasonice – rezonatoare flexurale – servesc ca emitator si receptor, in functie de conexiunea lor. Un corp piezoelectric converteste energia electrica in energie mecanica. Atunci cand tensiunea alternativa este aplicata corpului piezoelectric, transductorul configurat ca emitator furnizeaza o amplitudine sonora suficient de mare la doua frecvente de rezonanta diferite (aproximativ 40 kHz si 48 kHz). La randul sau, undele sonore genereaza oscilatii mecanice in transductor cand este configurat ca receptor. Amplitudinea tensiunii alternative piezoelectrice rezultate este proportionala cu amplitudinea sonora.

Primul transductor, care poate fi considerat ca o sursa ultrasonica de tip punct, este plasat in punctul focal al unui reflector concav astfel incat sa se formeze o unda plana. Semnalul celui de-al doilea transductor, receptorul, este directionat catre un osciloscop printr-un amplificator AC. Patratul amplitudinii acestui semnal serveste drept masura a intensitatii reflectate.