Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion
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Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion



  1. #1
    BrIcOlO776

    Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion


    ------

    bonjour
    Le problème est le suivent
    je sais que lorsque j’envoie une onde sonore de fréquence F sur une paroie dense "dur" ,une partie de cette onde est absorbé par la paroie selon un coefficient alpha, puis cette onde est reflété selon le même angle que l'onde incidente
    je cherche a savoir si ,plus l'amplitude de l'onde est grande et plus l'onde pénétrera profond dans cette paroie
    Merci d'avance

    -----

  2. #2
    LPFR

    Re : Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion

    Bonjour.
    Non.
    Si à 1 cm de profondeur vous avez 5% de la puissance de l’onde incidente, vous aurez toujours ce 5% indépendamment de l’intensité de l’onde.

    Maintenant, 5% que quelque chose de gros est plus grand que 5% de quelque chose de petit. (Citation de M. de La Palice)
    Au revoir.

  3. #3
    BrIcOlO776

    Re : Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion

    Merci de votre réponse
    Maintenant,mon but est de détecter une différence de densité (canalisation)qui serai à l’intérieur de la paroie,coller a la surface où pénètre l'onde incidente. Mon hypothèse serai que l’absorption varie selon la densité du milieu et de ce faite l'onde réfléchie varirait en conséquent

    Mon hypothèse tiens la route ,avez-vous un/des conseil(s) à me donner ?
    Je suis en 1er S et cette hypothèse a été faite dans le cadre de mon TPE
    MERCI

  4. #4
    LPFR

    Re : Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion

    Re.
    Il est vrai que la réflexion par une paroi dépend de la masse surfacique de la paroi.
    Mais ceci n’est vrai que pour des ondes dont la longueur d’onde (dans la paroi) est grande par rapport à l’épaisseur de la paroi.
    Le problème est que la résolution dépend de la longueur d’onde et que du coup vous aurez peu de précision sur la position et la dimension de la canalisation.

    On est beaucoup plus précis avec de l’échographie qui permet d’utiliser des petites longueurs d’onde.
    A+

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    BrIcOlO776

    Re : Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion

    Excusé moi pour le délai et merci de vos réponse
    Seulement si ma surface mesure 10cm d'épaisseur ,cela signifie donc que je dois utiliser un longueur d'onde supérieur a 10 cm?
    Cela m'aiderais à rentrer plus en profondeur dans la paroie ?
    Le problème de l’échographie est que l'onde émise traverse en partis les tissu mou et ricoche sur une parti solide (os ect..) or la surface que j’étudie est solide , l'onde serai immédiatement reflété
    je ne comprend pas le sens du mot "résolution" ,je ne cherche pas à avoir de l'imagerie grâce au son , j’espère obtenir un résultat en visualisant atténuation de l'onde sur un oscilloscope

    Merci

  7. #6
    LPFR

    Re : Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion

    Bonjour.
    L’absorption n’est pas très importante dans un mur en béton. Du moins, pas sur des distances de quelques cm. Et elle ne changera pas à cause d’une canalisation. Que vous utilisiez des ondes de 10 cm ou de 1 cm, ne changera pas grand-chose.

    Une onde sonore se réfléchit que elle change de milieu. Même entre solides ou entre liquides. Ce qui compte est l’impédance acoustique du milieu. Quand l’onde passe du béton à l’acier ou à la brique, il y aura de l’onde réfléchie.

    Ce n’est pas l’atténuation qui vous aidera.
    Au revoir.

  8. #7
    BrIcOlO776

    Re : Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion

    Bonjour,
    Après m’être renseigné, me voilà avec de nouvelles questions et un nouveaux contexte
    Le contexte est le suivant,j’émets du son à une certain fréquence (pas encore déterminé) et d'amplitude 1 sur un bloc de béton de 30*20*10 avec à l'intérieur une barre de cuivre de 30*10*0.5 en position verticale.
    Suite a mes calcules j'ai constaté que dans l'interface béton/cuivre la réflexion R en amplitude est d'env. 0.6 avec une onde indente d'amplitude 1
    Seulement j'ai aussi constaté que la transmission T < 0.1 dans l'interface air/béton (toujours avec une onde incidente d'amplitude 1)
    En sachant que les 2 milieux (air/béton) on une épaisseur infini, serait-il possible d'augmenter T en rapprochant un maximum la source sonore du bloc de béton?Si oui existe-t-il une équation me permettant de calculer les coeffs R et T en prenant compte de l’épaisseur de chacun des milieux?
    Auriez-vous des suggestions a me faire?
    Si nous considérons qu'il est possible de capter R de l'interface béton/cuivre ,comme réussir à traiter se signal sans être parasité par les bruit ambiant et par l’émetteur ?


    Merci d'avance et bonne journée
    Dernière modification par BrIcOlO776 ; 25/11/2015 à 09h50.

  9. #8
    LPFR

    Re : Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion

    Bonjour.
    Je ne suis pas sur avoir compris votre manip.
    R et T sont des rapports d’amplitudes. Donc, rapprocher la source ne changera rien.
    D’un autre côté, votre bloc de béton a pris une épaisseur infinie.
    Je pense qu’un petit schéma sera le bienvenu.

    On peut tenir compte de l’épaisseur des objets en tenant compte des réflexions multiples (à l’infini).
    L’onde qui arrive se réfléchit et est transmise partiellement. Celle transmisse se réfléchit partiellement sur l’autre face puis sur la première et fait des allers et retours en se réfléchissant partiellement à chaque rebond.
    Il faut faire la somme de tout ce monde en tenant compte du déphasage introduit par le temps d’aller et retour. Ce n’est pas trop dur. Il faut utiliser la notation complexe pour obtenir une série géométrique.

    Suivant les cas il peut avoir des simplifications. En particulier, si la paroi est fine par rapport à la longueur d’onde, on peut revenir aux sources de la transmission du son et la considérer comme un obstacle qui se fait accélérer par la force due à la pression.
    Au revoir.

  10. #9
    BrIcOlO776

    Re : Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion

    bonjour,
    Vous avez bien compris la manip ,du moins vos réponses répond a mes problèmes!
    je n'ai pas encore le niveaux pour utiliser la notation complexe, serait-il possible d'utiliser la représentation fresnel ou d'une autre façon de manière à utiliser des Réels ?
    De plus ,à quel angle onde incidente arrive-t-elle,car si l'onde arrive dans un angle autre que 90° il faut prendre en compte la réfraction et je me demande où récupérer se signal ?
    Le déphase est introduit par l'aller et le retour ,ou, par la transmission qui s'effectue a chaque rebond ?
    Pouvez-vous m’écrire vos équation pour illustrer vos propos?

    Merci et au revoir
    Images attachées Images attachées  

  11. #10
    LPFR

    Re : Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion

    Bonjour.
    La représentation avec Fresnel est la représentation complexe, en utilisant la géométrie. J’avais renoncé aux explications avec Fresnel pour utiliser uniquement la notation avec des exponentielles complexes car mes étudiants (et pas seulement els miens) étaient nuls en géométrie.

    En fait, la notation complexe est simple : on ajoute à une expression qui contient le cosinus que quelque chose (‘ωt’ ou ‘ωt – kx’) La même chose avec un sinus à la place du cosinus et on multiplie ce terme par ‘j’.
    Du coup on se retrouve avec une expression en exp(ωt) pu exp(j(ωt-kx)). Pour retrouver la partie qui nous intéresse il suffit de prendre la partie réelle. Ce qui est intéressant est que al plupart des fois on n’a même pas besoin de calculer la partie réelle : souvent on trouve ce que l’on cherche, directement dans l’expression complexe.

    Prenons votre excellent dessin. Les angles sont en réalité nuls, mais dessiné comme vous l’avez fait on voit ce que l’on fait.
    On travaille avec les amplitudes et non les intensités. Car ce sont les amplitudes qui s’additionnent et non les puissances (quand les signaux sont cohérents).
    Prenons :
    Entre air et béton : T coeff de transmission et R coeff de réflexion.
    Entre béton et cuivre T1 coeff de transmission et R1 coeff de réflexion.

    Le signal qui arrive est qui vaut si on prend l’origine sur la face de béton.
    ici ‘k’ est le nombre d’onde : w/v avec v = vitesse du son dans l’air.
    Le signal réfléchi sera :


    Celui qui arrive au cuivre sera :

    avec x = L = épaisseur de la couche jusqu’au cuivre. et kb = w/vbvb est la vitesse dans le béton.
    Le signal réfléchi qui arrive à la surface de béton sera :


    Le signal qui sort du béton est :

    celui qui se réfléchit et qui repart vers le cuivre est :

    et ça se répète ad infinitum.
    Je vous laisse faire le calcul.
    On trouve que les signaux qui sortent du béton forment une série géométrique dont la somme est immédiate, même si le ‘raison’ de la série est complexe.

    L’amplitude de la somme des signaux sortants sera l’argument de la somme de la série.

    Évidement, tout cela est en une seule dimension : un sandwich de béton avec du cuivre au milieu. Pour faire le calcul en 2 dimensions, avec un tube de cuivre et non une plaque, je vous souhaite bien du courage et beaucoup de chance. Car cette fois les réflexions multiples se font en deux dimensions et je ne veux même pas imaginer le merdier que ça fait. Je ne saurait même pas par où commencer.

    La bonne nouvelle est que dans votre cas, compte tenu que dans la paroi air béton, 99% du signal se réfléchit, les réflexions multiples peuvent être négligées. Mais peut-être pas dans la paroi béton cuivre. Mais comme ce qui réfléchira à cette paroi sera réfléchi à 99% vers l’intérieur et il ne sortira qu’un signal ridicule (et négligeable) par rapport au signal initial. Donc, à touts fins pratiques, du côté de la source on peut considérer que le béton réfléchit 100 %. De l’autre côté on peut considérer que seulement (1-0,99²) du son ressort du mur... cuivre ou pas cuivre.
    Au revoir.
    Dernière modification par LPFR ; 29/11/2015 à 06h25. Motif: bug de TeX

  12. #11
    BrIcOlO776

    Re : Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion

    Re
    Il faut savoir que vous me demandé de calculer quelle que chose que n'ai jamais fait au paravent et qu'il mes relativement abstrais, cependant je vais faire mon possible pour comprendre
    Tout d'abord ce mystérieux point d’interrogation au niveau de l’exposent complexe
    ensuite ce "w" , "kb = w/vb" ou"w/v" ,et surtout je ne comprend pas se que je dois additionner
    Pouvez-vous m'explique cette phrase philosophique"L’amplitude de la somme des signaux sortants sera l’argument de la somme de la série."
    Que signifie "argument" ?

    Merci d'avance

  13. #12
    LPFR

    Re : Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion

    Bonjour.
    Le point d’interrogation m’a échappé. C’est un bug de TeX quand on utilise le signe ‘-‘ du clavier alphabétique au lieu d’utiliser le signe ‘-‘ du clavier numérique. Mais ce n’est pas systématique.

    Je ne vous demande pas de calculer avec la notation complexe. Surtout si le mot « argument » d’un nombre complexe ne vous dit rien.

    Mais si vous voulez le faire, je vous conseille de lire ces deux chapitres :
    http://forums.futura-sciences.com/at...n-ondes2-a.pdf
    http://forums.futura-sciences.com/at...n-ondes5-a.pdf
    Au revoir.

  14. #13
    LPFR

    Re : Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    ...
    L’amplitude de la somme des signaux sortants sera l’argument de la somme de la série.
    ...
    Correction.
    Grosse erreur:
    Ce n'est pas l'argument mais le module.
    Désolé.

  15. #14
    BrIcOlO776

    Re : Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion

    bonjour,
    Une question peut être naïve mais qui me perturbe
    Pourquoi calculer l’atténuation de l'onde ? En quoi cela m'aide-t-il pour localiser le cuivre ?
    Merci
    au revoir
    Dernière modification par BrIcOlO776 ; 29/11/2015 à 19h59.

  16. #15
    LPFR

    Re : Les ondes sonores /absorbtion/ réflexion

    Bonjour.
    Je vous ai déjà dit, depuis le début, que vous ne localiserez pas le tuyau par l’absorption du son. Ce n’est que par l’échographie que l’on peut le faire.
    C’est vous qui insistez, malgré ça, avec cette « méthode ».
    Au revoir.

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