On qualifie d'ultrasonores les ondes élastiques dont la fréquence est comprise entre quinze kilohertz et plusieurs centaines de mégahertz ; en deçà de cette bande, on a affaire à des sons ou à des infrasons, au-delà à des hypersons. Les ultrasons possèdent toutes les propriétés générales des ondes élastiques (cf. ondes - Physique), et ils n'en ont point de spécifiques. Ce que leur comportement a parfois de particulier est relatif à leur interaction avec le milieu où ils se propagent, laquelle prend des aspects remarquables lorsque la longueur d'onde des ultrasons est du même ordre de grandeur que certaines dimensions caractéristiques : diamètre des grains ou longueur des chaînes de molécules composant le milieu, ou bien longueur d'onde d'une autre radiation présente dans le même milieu. Or, grâce à l'immense étendue spectrale des ultrasons (15 octaves), cette condition se réalise aisément dans de nombreux cas pratiques : solides à structure granulaire, hauts polymères en solution, suspensions colloïdales, aérosols, tissus biologiques, essaims d'animalcules. De plus, la petitesse des longueurs d'onde ultrasonores leur assure une propagation quasi optique avec peu de diffraction. Si l'on ajoute qu'on sait les produire avec de bons rendements et à des niveaux énergétiques élevés, on comprend que les ultrasons soient devenus un outil très commode et parfois irremplaçable pour étudier la matière et agir sur elle.
1. Production et détection
La production et la détection des ultrasons font appel à une grande variété de principes physiques ; le rendement des appareils utilisés dépend, en général, d'un effet de résonance qui leur impose une bande de fréquences optimale de fonctionnement.
2. Générateurs mécaniques ou électromécaniques
En toute rigueur, les générateurs mécaniques ou électromécaniques ne méritent pas le nom de transducteurs, car ils ne sont pas réversibles. L'archétype en est le sifflet à chien, dont le « son » excède de peu la fréquence limite de la perception humaine. L'élément essentiel des appareils de ce type est un dispositif résonant (cavit […]
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