Stroboscope
Commentaires :
Principe :
On éclaire D un disque tournant avec la période T dans le sens trigonométrique et
portant un index, à des intervalles de temps réguliers (période T0)
avec une lampe flash.
a)- Si T0 = kT (k entier), entre deux éclairages,
l'index effectue exactement k révolutions : il semble immobile.
b)- Si T0
= T / k, l'index est éclairé k fois pendant une période T. Entre deux illuminations,
l'index tourne d'un angle égal à 2p / k. On observe
alors k index.
c)- Si T0 = T + e, entre
deux illuminations, l'index effectue un peu plus d'une révolution. Il semble
tourner lentement dans le sens du mouvement avec une fréquence apparente N -
N0. On obtient aussi un mouvement ralenti quand T0 = kT
+ e.
d)- Si T0 = T - e,
entre deux illuminations, l'index effectue un peu moins d'une révolution.
Il semble tourner lentement dans le sens inverse du mouvement avec une fréquence
apparente N0 - N.
Utilisation : Le stroboscope est utilisé
pour examiner "au ralenti" des mouvements périodiques et pour mesurer
la fréquence des phénomènes. En pratique, au début de la mesure T0
est beaucoup plus grand que T. Comme on observe un objet "immobile"
pour T0 = kT, il faut augmenter la fréquence des flashs pour atteindre
la valeur correcte de T0.
L'applet :
Pour réaliser la simulation, le disque et son index sont affichés pendant une
durée t = 10 u (unité arbitraire) puis l'affichage est effacé pendant une
durée (T0 - t)u. On peut faire varier T0 en glissant le
curseur de l'ascenseur situé en haut de la figure.
Un click sur les
flèches des extrémités fait varier la valeur de 1 unité ; un click dans les
zones situées entre le curseur et les flèches fait varier la valeur de 10 unités.
La valeur correspondante de T0 est affichée à droite de l'ascenseur.
A
cause de cette méthode inhabituelle d'affichage il est normal que l'image vacille
et que sur un afficheur à cristaux liquides passif l'image soit difficilement
visible.
La période de rotation T du disque est sensiblement égale
à 125 u.
Examiner l'aspect des phénomènes quand T0 est légèrement supérieur
ou inférieur à T.
Examiner l'aspect des phénomènes quand T0 est
voisin de T/2 puis quand T0 est voisin de 2T.
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