Ondes stationnaires ultrason et lévitation de petits objets

Un modèle de documentation minimal pour tous les types de projets. Toutes les catégories ci-dessous doivent être renseignées, même de façon succincte.
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Informations

• Ilayda SIMSEK (mail) M1 Physique fondamentale et applications (PFA) ; Adama DIOUF (mail) M1 PFA ; Nathan BARBE (mail) M1 PFA ; Auguste MAILLOT (auguste.maillot@etu.sorbonne-universite.fr) M1 PFA CMI
• 24 janvier  - mars 2024
• En présentiel les lundis, mardi et jeudi après-midi

HORAIRES D'OUVERTURE FABLAB :  Lundi/Mardi/Jeudi/Vendredi 14h-18h30

Contexte et objectif

Les ondes stationnaires sont présentes dans de nombreux aspects de la vie, influençant la musique, la couleur des choses. En effet les ondes stationnaires sont utilisées dans de nombreux domaines tels que :

• La médecine (imagerie médicale)
• Acoustique des salles (contrôle de réflexion et résonance)
• Manipulation des particules (manipulation des cellules biologiques)
• Procédé Lippman: première photographie en couleur (utilise les ondes stationnaires pour mesurer une épaisseur de couches mince, elle repose sur les interférences des ondes ultrasonores pour enregistrer les différentes couleurs, les filtres interférentiel sont utilisés pour sélectionner ou filtrer les ondes ultrasonores)

C’est ce dernier exemple qui nous amène à la réalisation de ce projet, visant à exploiter une onde stationnaire ultrasonore, typiquement de 20 kHz avec des longueurs d’onde de 2 cm, pour créer un montage expérimental permettant de la produire et de la visualiser. On pourra, enfin, essayer de faire léviter des objets à travers les ventres et les nœuds de l’onde stationnaire obtenue, comme réalisé dans la vidéo

Objectifs

Ce projet vise à exploiter une onde stationnaire ultrasonore,typiquement de 20 kHz avec des longueurs d’onde de 2 cm, pour créer un montage expérimental permettant de la produire et de la visualiser.

L’onde stationnaire sera créée entre un générateur et une plaque de verre, ajustable, avec sa visualisation réalisée  par la diffusion de la lumière(re (imagerie schlieren)Schlieren).

 

Source

Ajouter: auAcoustic moinsStanding uneWaves imageand dethe votreLevitation projetof Small Objects, Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations.

Matériel

Nom de l'élément	Description, dimensions	Lien	Reference	Prix unitaire	Quantité	Notes
source d'onde ultra sonore	frequence=20kHz		Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations		1
sphere de polystyrene	4mm de diametre poids=1.5				20
Pince  pour la plaque de verre					1
Miroir					1
plaque de verre					1
BNC de sécurité					2
pincette					1
1 carte d'acquisition avec GBF incorporé + ordinateur					1

Machines & outils utilisées

TrotecDécoupeuse Speedyà 100jet d'eau ? Pour découper une lame de verre

Découpeuse laser pour support un bois de l'expérience.

Sources bibliographiques et références

Liens articles/théories + petit descriptif

ProgressionMise en place du projetmontage

(Fichiers, sources documentaires, photos, code, explications, paramètres d'usinage, photos, captures d'écran...)

Étape 1

Recherche documentaire sur la faisabilité théorique du montage, et sur les mécanismes qui rentrent en jeu lors de la production et la manipulation des ondes ultrasonores. Inventaire du matériel nécessaire, 

Pour faire le montage experimental: on dispose un plaque de verre a une distance d d'une source d'onde ultra sonore.Le plaque de verre vas reflechir le son provenant de la source vers le bas; les ondes qui descendent interfernt de maniere constructive (les deux ondes sont en phase), avec les ondes qui montent vers le plaque de verre ce qui nous donnent des regions de hautes et de basse pression fixent.

Étape 2

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Étape 3

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Journal de bord

Avancée du projet à chaque étape, difficultés rencontrées, modifications et adaptations (facultatif pour les petits projets)

28/01/2024

Première réunion d'organisation à distance. Ordre du jour :

• Mise en place d'un calendrier en fonction des disponibilités de chacune et chacun.
• Clarification du sujet et du contexte de travail.
• Répartition du travail dans le temps et dans l'équipe
• Plannification des jalons du projet
• Ecriture d'un document pour le premier jalon du projet qui retranscrit la réunion en question.

31/01/2024

Première séance au Fablab prévue, malheuresement le lieu était fermé. Nous nous sommes donc retrouvés dans la salle de travail du master de physique pour avancer sur la recherche bibliographique préliminaire et sur l'inventaire expérimental. Nous avons mis en place cette page du wikiwiki, et avec quelques difficultés à modifier à plusieurs la page, nous sommes arrivés à une première structure convaincante. 

Galerie photos