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les particules plus petites. Même s’il n’y a pas de collision à proprement parler, le simple rapprochement des gouttelettes augmente l'effet des autres forces d’attraction.
Il est difficile, on le conçoit, de trouver une expression simple pour représenter un phénomène aussi complexe : toutefois, l'effet sera d'autant plus important que l'amplitude des mouvements propres des particules sera plus élevée. Or, en partant de l'équation (1), on voit que
A = A == = es AUDE OË Fa
où À représente l’amplitude de la particule et A’ celle de l’air.
L'effet est donc proportionnel à l’amplitude des vibrations ultra-sonores, mais, contrairement au précédent, il décroît quand la fréquence, a et p augmentent.
Cela tient à ce que l'effet orthocinétique fait intervenir le déplacement propre des particules, tandis que l’effet hydrodynamique n’est dû qu’au mouvement relatif des particules par rapport à l'air. |
44, Dispositif expérimental.
19 Émission des ultra-sons.
Pour l’émission d’ultra-sons dans l’air, nous ne pouvions nous adresser aux dispositifs à quartz piézoélectriques, qui ne conviennent qu’à l’émission dans les liquides, ni aux appareils à magnétostriction, d’une réalisation compliquée et coûteuse.
Nous avons donc songé à la sirène de Hartmann, qui présente l’avantage d’une extrême simplicité et dont les organes peuvent être réalisés sans grands frais par n'importe quel atelier de mécanique.
Son principe a été longuement décrit par son auteur dans diverses publications [36]. Nous ne nous y attarderons pas, nous bornant seulement à rappeler qu’elle consiste en une tuyère alimentée par un gaz comprimé, de l’air en général, qui en sort à une vitesse égale à la vitesse du son : la courbe des pressions dynamiques relevées à l’aide d’un tube de Pitot placé dans l’axe du jet présente alors une allure périodique en fonction de la distance à la tuyère. Si l’on place un résonateur cylindrique dans les intervalles où la pression est une fonction croissante de la distance, des sons extrêmement intenses prennent naissance, sons dont la fréquence dépend de la longueur du résonateur et peut dépasser 100 000 p/sec.
Le dispositif est représenté par la figure 3. On y aperçoit la tuyère et le résonateur dont la distance à cette dernière est variable et mesurable à l’aide d’un dispositif imité du palmer, car le réglage demande à être fait avec beaucoup de précision; la concordance des axes de la tuyère et du résonateur doit être respectée avec le maximum d’exactitude, un faible excentrement conduisant à des différences de puissance importantes. La sirène de Hartmann ne produit pas d'effet directionnel
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comme un émetteur à quartz, pour obtenir une intensité suffisante, puisque nous ne voulions pas avoir recours aux effets de résonance, nous avons dû utiliser un projecteur parabolique grâce auquel on obtient une concentration de l'énergie dans un étroit faisceau où l'amplitude devient importante. La position du projecteur est réglable afin d'obtenir la forme optima du faisceau.
Nous avons utilisé toute une gamme de tuyères et de résonateurs, tels que ceux représentés sur la figure 4 qui, munis de pas de vis de mêmes caractéristiques, se montent facilement sur le même dispositif. On réalise ainsi, avec une extrême simplicité, un grand nombre de combinaisons variées, de fréquences et de puissances différentes. L'alimentation en ar comprimé est faite à l’aide de bouteilles munies de détendeurs avec pointeaux de réglage.
20 Mesures concernant les ultra-sons.
Il s’agit maintenant de mesurer la fréquence et la puissance des ondes émises.
a. Mesure des fréquences. — Le procédé le plus simple consiste à utiliser un tube à résonance avec piston de réglage (fig. 5). Ce tube, rempli de fumée de tabac, est placé dans l’axe du faisceau ultra-sonore. Son orifice est obturé par un bouchon annulaire recouvert de papier fin. On fait varier progressivement la longueur du tube en agissant sur le piston. Lorsque la longueur correspondant à la résonance est atteinte, la fumée de tabac se condense instantanément en formant des figures telles que celles de la figure 6 qui se reproduisent d’une façon identique pour des
distances égales a? D'où À, la longueur d’onde.
b. Mesure des puissances. — Pour uñe onde plane, la puissance reçue par unité de surface est donnée par la formule