Une utilisation de l'écho
Dans l'atelier précédent, nous avons expliqué ce qui est écho et cette fois, nous allons faire connaître une de ses applications. Bien que le phénomène a toujours été connu, depuis des années, il n'a pas eu d'utilisation. Au début de ce siècle a coulé l'immense navire appelé "Titanic", avec lequel presque tous les passagers ont coulé. La cause de ce sinistre a été le choc contre un iceberg.
Pour éviter que cela ne se produise et détecter les obstacles de glace pendant la nuit ou les jours nuageux, il leur est arrivé d'utiliser l'écho. Avec l'application qui leur est venue, on n'a pas réussi ce qu'on prétendait, mais avec elle on a développé l'idée de mesurer la profondeur par le son reflété dans le fond marin.
Dans l'image, vous pouvez voir un schéma de cette idée. Dans une partie du bateau immergé il y a un foyer d'ondes sonores. Les ondes sonores qui sortent du foyer descendent dans l'eau jusqu'au fond, après avoir été reflétées ici monteront, générant un certain écho. Cet écho est supposé par un appareil spécial situé au bas du navire et un système de montres mesure avec précision le temps qui se passe entre l'émission de l'onde acoustique et la réception de l'écho. Si vous connaissez la vitesse du bruit dans l'eau, la distance entre le bateau et le fond marin est très facile à calculer.
La sonde d'écho ou sonar, ainsi appelée ce système et appareil, a été une véritable révolution dans le domaine de la mesure des profondeurs des mers. Pour l'utilisation des systèmes antérieurs de Sonarra, le navire devait rester debout et pendant longtemps : la corde à sondes était enroulée dans une roue et se détachait lentement pour être recueillie de la même manière pendant cent cinquante mètres par minute. Par conséquent, pour mesurer trois kilomètres de profondeur, il fallait quarante-cinq minutes.
Avec Sonarra et le bateau en marche, cette mesure peut être réalisée en quelques secondes et le résultat obtenu est beaucoup plus précis et sûr. L'erreur de ce système de sondage ne dépasse pas le quart de mètre, car elle est mesurée avec une précision de l'intervalle de temps trois mille fois moins qu'une seconde.
La mesure exacte de grandes profondeurs est très importante dans la science océanographique et la mesure rapide, précise et sûre des profondeurs est d'une grande aide pour la navigation. Sonarra permet, entre autres, de rapprocher les bateaux de la côte de manière agile et sans danger.
La première sonde d'écho a été conçue par le physicien français Langevin pour détecter les plongées allemandes pendant la Première Guerre mondiale.
Les sonars actuels n'utilisent pas le son habituel mais les "ultrasons". Sa fréquence est de millions d'oscillations par seconde et n'entend pas les oreilles humaines.
Miroirs acoustiques
L'écho est seulement le résultat de la réflexion du son et à travers ces réflexes, nous pouvons effectuer un autre exercice curieux.
Un grand mur, un bâtiment ou tout obstacle qui peut refléter le bruit, peut être assimilé à un miroir dans lequel le son se comporte de la même manière que la lumière se reflète dans un miroir laun.
Les miroirs acoustiques peuvent être à la fois clairs et sphériques. Les concaves sphériques recueillent les rayons du son dans leur foyer.
Cet exercice se fera avec deux plats profonds et une montre de poupée. Posons sur une table un de ces plats et sur elle, à quelques centimètres du fond, nous maintenons avec la main une horloge de poignet. Comme le montre l'image, rapprocher l'autre plat de l'oreille. Si nous obtenons la position nécessaire pour les montres, les oreilles et les plats (après plusieurs tentatives), nous entendons les battements de la montre. Si vous brisez les yeux, nous ne serons pas en mesure de dire si nous avons la montre à droite ou à gauche.
Les castillans médiévaux connaissaient bien ces curiosités sonores et les utilisaient dans leurs constructions, pour ce qu'ils placaient des armures et des images dans les foyers des miroirs sonores concaves bien dissimulés.
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