Dispersion des ondes sonores

[invited8f61cdd]

bonjours,

je suis en terminal S et j'ai un exercice de physique à faire mais je bloque sur une question Quelle est l'effet d'un phénomène de dispersion sur les ondes sonores ?
-----

[david_champo]

Bonsoir,

Un milieu dispersif est en mécanique ondulatoire, un milieu où la vitesse des ondes dépend de leur fréquence. Cela est vraie que cette onde soit sonore ou lumineuse.

A vous d'en tirer la conclusion qui s'impose.

A +++

[LPFR]

Bonjour et bienvenu u forum.
Pouvez-vous préciser l'énoncé?
Car l'interprétation de David est correcte, mais j'ai de doutes que l'on traite ce sujet dans votre cours. Je pense qu'ici le terme "dispersion" a un autre sens.
Au revoir.

[david_champo]

Re,

Pourtant, il me semblait qu'au niveau terminale, on définissait bien le milieu dispersif comme étant celui ou la célérité d'une onde dépend de la fréquence.
de quoi pourrait-il s'agir d'autre ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[mariposa]

Re,

Pourtant, il me semblait qu'au niveau terminale, on définissait bien le milieu dispersif comme étant celui ou la célérité d'une onde dépend de la fréquence.
de quoi pourrait-il s'agir d'autre ?

Peut-être la dispersion par un prisme?

[david_champo]

Bonsoir,

Peut-être la dispersion par un prisme?

C'est lundi soir et j'ai peut-être les neurones pas très bien connectés mais dispersion des ondes par un prisme ...je dirais non.

Mais peut-être pourriez vous éclairé ma lanterne ?

[mariposa]

Bonsoir,



C'est lundi soir et j'ai peut-être les neurones pas très bien connectés mais dispersion des ondes par un prisme ...je dirais non.

Mais peut-être pourriez vous éclairé ma lanterne ?

Voir par exemple le phénomène d'arc-en-ciel. Non?

[LPFR]

Re.
Le problème est que si la dispersion est le lieu commun dans l'électromagnétisme, dans les ondes sonores, je n'arrive pas à trouver un seul exemple.
A+

[david_champo]

Re

Bonsoir,



C'est lundi soir et j'ai peut-être les neurones pas très bien connectés mais dispersion des ondes (sonores) par un prisme ...je dirais non.

Mais peut-être pourriez vous éclairé ma lanterne ?

J'ai fais une omission impardonnable. Mon clavier n'a pas suivi mes pensées.

[david_champo]

Re.
Le problème est que si la dispersion est le lieu commun dans l'électromagnétisme, dans les ondes sonores, je n'arrive pas à trouver un seul exemple.
A+

On m'a fait souvent les analogies suivantes :
* Le roulement du tonnerre provient du fait que l’air est un milieu dispersif pour des ondes sonores de grande amplitude :
* les sons gravesse propagent moins vite que les sons aigus.

Mais je sais pas trop ce que ça vaut...

[fano]

ce qu'on veut obtenir comme réponse, c'est que toutes les fréquences ne se déplaceront pas à la même vitesse donc le signal sonore reçu serait "brouillé", on entendrait les aigus, les medium puis les graves.

voila

PS : Je suis prof de terminale, c'est ce qu'on demande aux élèves à ce niveau

[david_champo]

Ah le problème est résolu alors .

Bonne soirée à tous

[LPFR]

Re.

On m'a fait souvent les analogies suivantes :
* Le roulement du tonnerre provient du fait que l’air est un milieu dispersif pour des ondes sonores de grande amplitude :
* les sons graves se propagent moins vite que les sons aigus.
Mais je sais pas trop ce que ça vaut...

Je ne pense pas que l'air soit un milieu dispersif. Même pour les ondes de grande amplitude, pour lesquelles la variation de température due à la variation de pression n'est pas négligeable. Et pour lesquelles la vitesse est plus grande pour les pics de pression que pour les creux. On se retrouve dans ce cas d'un milieu non linéaire. Mais la non-linéarité ne dépend pas de la fréquence. Uniquement de l'amplitude.
Le roulement du tonnerre est dû au fait que la ligne de production du son (la décharge électrique) se trouve à des distances différentes de l'observateur.

Le cas extrême de cette non-linéarité sont les ondes de choc.

ce qu'on veut obtenir comme réponse, c'est que toutes les fréquences ne se déplaceront pas à la même vitesse donc le signal sonore reçu serait "brouillé", on entendrait les aigus, les medium puis les graves.

voila

PS : Je suis prof de terminale, c'est ce qu'on demande aux élèves à ce niveau

Merci. Ça serait vrai si l'air était dispersif. Mais il ne l'est pas. Je ne vois pas d'où vient cette idée. Et c'est dommage que les profs du secondaire la répandent.

A+

[coussin]

Merci. Ça serait vrai si l'air était dispersif. Mais il ne l'est pas. Je ne vois pas d'où vient cette idée. Et c'est dommage que les profs du secondaire la répandent.

L'air est dispersif pour les ondes sonores de grande amplitude.

[LPFR]

L'air est dispersif pour les ondes sonores de grande amplitude.

Re.
Je ne partage pas votre opinion.
A+

[fano]

Re.




Merci. Ça serait vrai si l'air était dispersif. Mais il ne l'est pas. Je ne vois pas d'où vient cette idée. Et c'est dommage que les profs du secondaire la répandent.

A+

non, non justement; on dit que SI l'air était dispersif, on aurait ce phénomène de dispersion, mais comme on ne l'a pas, l'air n'est donc pas un milieu dispersif CQFD

Et pour le tonnerre, c'est vrai que c'est souvent un exemple de dispersion d'onde sonore que l'on cite...personnellement, n'étant pas persuadé de cela, j'évite d'en parler à mes élèves

[LPFR]

non, non justement; on dit que SI l'air était dispersif, on aurait ce phénomène de dispersion, mais comme on ne l'a pas, l'air n'est donc pas un milieu dispersif CQFD

Et pour le tonnerre, c'est vrai que c'est souvent un exemple de dispersion d'onde sonore que l'on cite...personnellement, n'étant pas persuadé de cela, j'évite d'en parler à mes élèves

Bonjour Fano.
Votre réponse est rassurante.
J'espère que quand vous dites "SI", vous le prononcez en majuscules.
Car, comme on le voit dans le post #14, certains n'ont pas entendu le "SI".
Au revoir.

[david_champo]

Bonsoir,

Et qu'en est t'il des métaux qui ont une structure granulaire ? Est ce que pour certaines longueurs d'ondes et donc fréquence le matériaux peut-être "transparent" et dans d'autres non ? Est ce que dans ce cas là on pourrait considérer le milieu comme dispersif pour les ondes sonores ? Je pense que non mais je n'en suis pas sur.

[LPFR]

Bonsoir,

Et qu'en est t'il des métaux qui ont une structure granulaire ? Est ce que pour certaines longueurs d'ondes et donc fréquence le matériaux peut-être "transparent" et dans d'autres non ? Est ce que dans ce cas là on pourrait considérer le milieu comme dispersif pour les ondes sonores ? Je pense que non mais je n'en suis pas sur.

Bonjour.
Même pour les solides c'est pareil. Ni la densité ni les constantes élastiques (module de compressibilité, Young, etc.) ne dépendent de la fréquence.

Avec les ondes électromagnétiques c'est différent, car c'est la permittivité qui dépend de la fréquence. Et dans le "vide" (intergalactique, par exemple), c'est la réaction des électrons qui dépend de la fréquence.
Au revoir.

[david_champo]

Ok,

C'est clair alors que la dispersion pour les ondes mécaniques sonores n'a aucun sens.
Comment ce fait-il que ce type de question est au programme de lycée ?

[coussin]

C'est clair alors que la dispersion pour les ondes mécaniques sonores n'a aucun sens.

http://scitation.aip.org/getabs/serv...ifs=yes&ref=no

[fano]

Ok,


Comment ce fait-il que ce type de question est au programme de lycée ?

ce n'est naturellement pas la dispersion en tant que telle qui est au programme mais la propagation des ondes (mécaniques et électromagnétiques), et pour cela, on étudie forcément la célérité et donc les paramètres dont pourrait dépendre cette célérité. Cette dispersion est évidente pour la lumière dans un prisme, il est donc naturel de se poser la question pour les ondes mécaniques ! tout ceci avec des moyens théoriques évidemment très limités !

[david_champo]

Bonjour,

Effectivement, en acoustique, des études sont menées sur la dispersion des ultrasons.

Extrait :
"La présente note discute la dispersion qui se produit dans des sédiments saturés d'eau à l'aide d'ultrasons de moyennes fréquences (dans la gamme 0,2–1,2 MHz). Un algorithme classique mettant en œuvre le spectre de phase est utilisé pour calculer la vitesse de phase en fonction de la fréquence. Des mesures sont réalisées pour un matériau granulaire (un échantillon de sable fourni par l'IFREMER). Il est montré que la vitesse décroît légèrement avec la fréquence. L'implication de ces mesures est discutée en relation avec les modèles théoriques et des résultats récents de la littérature."

Source : http://www.sciencedirect.com/science...0&searchtype=a

Il y a également ici un article qui en traite.

Je retire ma question stupide .

[mariposa]

Bonjour,

Effectivement, en acoustique, des études sont menées sur la dispersion des ultrasons.

Extrait :
"La présente note discute la dispersion qui se produit dans des sédiments saturés d'eau à l'aide d'ultrasons de moyennes fréquences (dans la gamme 0,2–1,2 MHz). Un algorithme classique mettant en œuvre le spectre de phase est utilisé pour calculer la vitesse de phase en fonction de la fréquence. Des mesures sont réalisées pour un matériau granulaire (un échantillon de sable fourni par l'IFREMER). Il est montré que la vitesse décroît légèrement avec la fréquence. L'implication de ces mesures est discutée en relation avec les modèles théoriques et des résultats récents de la littérature."

Source : http://www.sciencedirect.com/science...0&searchtype=a

Il y a également ici un article qui en traite.

Je retire ma question stupide .

Bonjour,

C'est bien d'être lucide!!!

As-tu déjà vu les courbes de dispersion des phonons acoustiques dans un matériau anisotrope. As-tu déjà vu la courbe de dispersion des ondes sonores dans l 'hélium 4.

En principe tout ce que l'on peut faire dans un système physique A particulier régit par une ou plusieurs équations aux dérivées partielles peut être transposé dans un autre système physique B.

Bien sûr, c'est en principe, car en pratique ce peut-être plus ou moins laborieux.

En pratique, il s'agit ingénierie des matériaux. La courbe de dispersion w(k) des fibres optiques monomodes a été manipulée pour maximiser le débit de transmission.

[david_champo]

Bonjour,

C'est bien d'être lucide!!!

J'essaie mais ce n'est pas toujours le cas... Je me réserve le droit à l'erreur !

As-tu déjà vu les courbes de dispersion des phonons acoustiques dans un matériau anisotrope. As-tu déjà vu la courbe de dispersion des ondes sonores dans l 'hélium 4.

Malheureusement non mais je vais réparer cette lacune.

[invited8f61cdd]

Bonjour,
Merci beaucoup pour cette discussion à laquelle je n'ai pas vraiment participée mais qui m'a énormément servi pour mon devoir.