Le son du cristal

[invitef0c60490]

Bonsoir,

Vous avez surement tous essayé, lors de repas, de faire de la musique avec votre verre en crystal. Il suffit de mouiller un peu le dessus du verre ainsi que son doigt, et de faire tourner celui-ci autour du verre. Là, un son aigu, comme un sifflement se produit.
-Sauriez-vous à quoi est du ce son ?
-Quelles sont les propriétés du cristal qui permettent ce phénomène ?
-Ce son change en fonction de la taille du verre ?
-De l'aipaisseur du verre ?
-De la quantité d'eau à l'interieur du verre ?
-De la forme du verre ?
J'espère que vous pourrez m'aider...

Bonne soirée à tous,

M.
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[coussin]

C'est le verre qui vibre tout simplement. C'est le même son que si tu donnais une pichenette au verre sauf que là, c'est plus « entretenu » à cause du mode d'excitation (ton doigt qui frotte le verre; je ferais une analogie entre un violon joué pizzicato ou avec un archet).

[invitef0c60490]

Merci de votre réponse !
Mais comment ça le mode d'excitation ?

[coussin]

La manière de faire vibrer le verre. Ici, avec ton doigt.

[A voir en vidéo sur Futura]

[phuphus]

Bonjour pinceaug,

le sujet a déjà été traité de nombreuses fois sur ce forum, tu peux aller voir par exemple ici :

http://forums.futura-sciences.com/ph...resonance.html

L'excitation est de type "stick-slip", c'est le même phénomène que la craie qui crisse sur un tableau. Pour répondre à chacune de tes questions :

-Sauriez-vous à quoi est du ce son ?
C'est un couplage entre le stick-slip dû au doigt et le premier mode propre du verre (deux ventres / deux noeuds). On obtient donc des oscillations entretenues du verre, qui rayonne dans l'air.

-Quelles sont les propriétés du cristal qui permettent ce phénomène ?
Aucune en particulier, bien souvent les verres en cristal sont plus fins que les verres en verre, et c'est cette finesse de paroi qui facilite la résonance de l'objet. Cela fonctionne avec n'importe quel verre en verre qui a la géométrie qui va bien. Je me souviens même d'avoir fait la manip avec un vase en verre dont les parois faisaient 10mm d'épaisseur, mais cela restait une épaisseur fine comparée aux dimensions du vase.

-Ce son change en fonction de la taille du verre ?
Oui, ce son dépend à la fois des propriétés mécaniques du verre (elles-mêmes dépendant de sa composition et d'éventuels traitements thermiques) et de sa géométrie.

-De l'aipaisseur du verre ?
Voir réponse précédente

-De la quantité d'eau à l'interieur du verre ?
Oui. Plus il y a d'eau, plus la fréquence est basse (son plus grave). Cela est dû à l'ajout de masse lié à la quantité d'eau. La déformation étant en premier lieu de la flexion entre la base et le haut du verre, l'eau située en haut du verre a plus d'influence que l'eau située en bas. Pour t'en convaincre : prends un verre, tape dessus, remplis-le au tiers d'eau, re-tape dessus (le son est légèrement plus grave), penche le verre de manière à ce que l'eau vienne en limite du bord du verre, et re-re-tape dessus. Le son est encore plus grave si tu penches le verre, puisque la masse rapportée par l'eau est cette-fois en haut du verre, ajoutant beaucoup plus d'inertie que si elle était en bas.

-De la forme du verre ?
Voir 3 réponses plus haut.

Je me doute bien que tu auras plus de questions que de réponses après avoir lu ceci, je te laisse venir

[phuphus]

je ferais une analogie entre un violon joué pizzicato ou avec un archet

Bonsoir coussin,

seule l'analogie de l'archet est exacte. Une corde excitée en pizzicato et en vibration libre, donc à priori inharmonique, alors que la corde excitée par un archet est en vibration entretenue (mais pas en excitation forcée!!), produisant un signal harmonique.

Dans le premier cas, les harmoniques sont ceux de la corde (donc non multiples du fondamental). Dans le second cas, les harmoniques sont ceux de l'excitation (donc multiples du fondamental dans le cas du stick-slip), transmis par la corde et rayonnés par le corps du violon.

[phuphus]

Petite rectif dans ma première réponse : le premier mode du verre présente 4 ventres et 4 noeuds... Toutes mes excuses.

[invitef0c60490]

Bonjour,

Merci pour toutes vos réponses !
Toutes ces informations nous serviront pour notre TPE...!
On a changer notre problématique, on essaye de savoir si il existe un contenu (sable, glace pillée, ketchup, huile...) qui fait que le verre ne produit pas de son quand on fait glisser notre doigt ?

Merci d'avance,
Manon.