Recherche de l'origine des zones d'ombre sismique grâce à un modèle analogique.

[invitea4439165]

Bonjour à tous et bonnes fêtes.

Voila je dois répondre à ce problème: Comment recréer les zones d’ombre sismiques P et S grâce à un modèle analogique ?

Pour cela on a trois hypothèses:
1) La zone d'ombre sismique P est due à un obstacle situé dans la Terre qui bloque complètement le passage des ondes sismiqueq P.
--->On a pris un grand cristallisoir rempli de fumée(cela représente la Terre) dans on a placé un petit cristallisoir (qui représente le noyau)entouré de papier aluminium(qui représente un obstacle). On a également un laser que l'on place devant le grand cristallisoir.
On observe une zone d'ombre sismique qui équivaut au zone d'ombre sismique S.

Hypothèse 2: La zone d'ombre sismique P est due au passage des ondes sismiques P au niveau d'une limite qui sépare 2 milieux de même composition physico-chimique.
---> on a pas de zone d'ombre laser et l'obstacle est transparent(l'obstacle est le petit cristallisoir). L'hypothèse 2 est invalide.

L'hypothèse 3 :La zone d'ombre sismique P est due au passage des ondes sismiques P au niveau d'une limite qui sépare 2 milieux de composition physico-chimique différentes.
---> Hypothèse valide car on a deux zones d'ombres.(on a le grand cristallisoir dans lequel on a mis le petit cristallisooir avec de l'eau blanchie).

En clair pour avoir des zones d'ombres il faut qu'il y ait un obstacle capable de bloquer les ondes ou bien que les ondes soient forcées de passer dans un autre milieu différent qui laisse passer le laser mais que la composition chimique soit différente.

Questions:
1) Lister dans un tableau, les éléments du modèle analogique et en face les éléments du globe correspondant par analogie.

2) Discuter ( trouver les arguments ) de la validité du modèle analogique et de sa transposition à la réalité(avec des précautions)

3)Faire un bilan du TP en répondant au problème en 10 lignes.

Où j'en suis :
1)Le grand cristallisoir correspond à la Terre, le petit cristallisoir correspond au noyau , le papier alumminium correspond à un obstacle. Mais à quoi correspond l'eau blanchie? et le laser?

2)Je n'arrive pas à expliquer comment le grand cristallisoir peut représente la TERRE et comment le petit cristallisoir peut représenter le noyau!! expliquez moi svp... c'est pareil avec les autres éléments.
3) N'ayant pas finit de répondre au questions 1 et 2 je ne peux répondre à la 3.
Merci de bien vouloir m'aider.
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[invite897678a3]

Bonjour,

C'est quoi un cristallisoir?

Avant d'aller plus loin, il me semble nécessaire de clarifier ton problème de "saladier", par exemple:
ici (en "enlevant" par l'esprit la partie supérieure de la deuxième image),
ou bien là (c'est encore la deuxième image, mais cette fois les "cristallisoirs" sont retournés).

[invitea4439165]

Mais le cristallisoir dans le sens de récipient tu sais celui que l'on utilise en TP

[invite897678a3]

Bonjour,

Mais le cristallisoir dans le sens de récipient tu sais celui que l'on utilise en TP

C'est bien pour cela que j'ai parlé de saladier

Tu verses du lait dans un grand saladier (ou cristallisoir),
ensuite tu poses (délicatement) sur le lait un saladier plus petit que le premier,
et tu tentes de visualiser l'ensemble et de te rappeler les images dont je t'ai donné les liens.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb3a6feac]

Bonjour

Je veux que la Terre soit d'un intérêt premier quant à l'étude des ondes sismiques, mais là c'est le forum biologie. Alors même s'il y a de la vie sur et dans la terre, ce n'est pas la bonne partie^^.

Bien à vous.

[invitea4439165]

AH d'accord donc le laser correspond aux ondes sismiques et l'eau blanchie à un autre obstacle??

Mais je n'arrive pas à expliquer comment le grand cristallisoir peut représente la TERRE et comment le petit cristallisoir peut représenter le noyau!! Qu'est ce qui fait que l'on choisi le grand cristallisoir pour représenter la Terre?

[invitea4439165]

help!!... please...

[invite897678a3]

Bonjour,

Tout d'abord (et pour répondre à ta question posée ailleurs), il n'y a pas de "problème de saladiers ou de cristallisoirs".

J'avais tenté cette image espérant te faire visualiser une représentation d'un hémisphère de la Terre en 3D:
deux saladiers en verre, censés être de forme hémisphérique et de tailles différentes, retournés l'un sur l'autre sur une table , auraient pu représenter en 3 dimensions l'hémisphère nord de la Terre, avec son noyau vu par transparence.

Les cristallisoirs, vus de dessus réprésentent une coupe de la Terre passant par un diamètre.


Ceci dit, je pense qu'il est important de faire un petit rappel des Lois de Descartes, qui ont certainement déjà été étudiées en cours (peut-être l'année dernière).

Ce qu'il faut absolument retenir:
En atteignant la surface de séparation de deux milieux différents (que ce soit une vitre, la surface de l'eau d'une piscine, ou encore "l'horizon" de séparation de deux zones de nature géologique différente), les rayons lumineux (ou "ondes lumineuses", mais également les ondes sismiques) ne peuvent prendre que deux chemins (dans la mesure où ils ne sont pas absorbés par le milieu):
ou bien ils sont en grande partie réfléchis (et le reste est réfracté), ou bien ils sont en grande partie réfractés (et le reste est réfléchi).

Réflexion: l'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence
exemple: tu te regardes dans un miroir, ou bien tu regardes dans le miroir l'image de la personne qui est à coté de toi.
Autre exemple, au bord d'une piscine: en regardant la surface de l'eau, et pour certains angles d'observation, tu vois le reflet des nuages.

Réfraction: pour certaines valeurs de l'angle d'incidence des rayons lumineux (ou d'un ébranlement sismique produisant une onde sonore), tu ne vois plus les nuages, mais tu vois l'image d'un objet tombé au fond de la piscine.
Si tu tentes de toucher cet objet à l'aide d'une perche, tu vas t'apercevoir que cet objet n'est pas tiut à fait à "l'endroit où tu le vois".
D'ailleurs, tu "vois" bien que ta perche n'est plus rectiligne: tu "vois" que la partie immergée n'est plus dans le prolongement de la partie située hors de l'eau!
Constat: l'angle de réfraction est différent de l'angle d'incidence (voir Interprétation de l'expérience du « crayon brisé »).
Cet angle de réfraction dépend bien sûr de l'angle avec lequel le rayon attent la surface, mais aussi de l'indice de réfraction pour un milieu transparent.

Cet indice de réfraction représente en fait la vitesse de propagation des ondes lumineuses (ou sonores, c'est à dire simiques)..

Pour les milieux non transparents, tels les roches (qui peuvent être dûres ou tendres), on ne parle plus d'indice de réfraction, mais de "vitesse terrain", ce qui revient au même.


Mais revenons à l'expérience de ton TD:

Le rayon lumineux du laser, tout comme une onde sismique, subit une réflexion et/ou une diffraction quand il atteind un "horizon de séparation" entre deux milieux rocheux de nature différente, donc de dureté différente, et donc de "vitesse terrain différente", ce qui entraîne, dans la cas de la réfraction, un angle réfracté différent.

Si nous mettons de l'eau entre les deux cristallisoirs, c'est pour que le rayon lumineux du laser traverse un milieu ayant un indice de réfraction différent (c'est-à-dire une "vitesse terrain" différente, puisque nous schématisons la Terre).

Enfin, la source du laser, bien qu'extérieure aux cristallisoirs pour les besoins de l'expérience, représente en fait un ébranlement souterrain qui, à l'echelle de notre planète, se produirait en fait dans l'épaisseur du cristallisoir externe.

Je me demande si tu a bien suivi la présentation du TP , mais tu peux retrouver cette expérience ici.


Après avoir visualisé l'expérience, tu ragarderas ceci et tu iras ensuite en bas de page pour visualiser les "Eléments de correction" du TP (il faudra cliquer sur la première image).


Désolé d'avoir été si long
Bonnes fêtes de fin d'Année

[invitea4439165]

Oui d'accord merci mais l'eau est donc bien quand même un obstacle car elle est de composition différente.
Mais ce que je ne comprends pas c'est pourquoi on a choisit un cristallisoir et non pas un ballon ou une balle car on me demande pourquoi finalement si on prendre le cristallisoir cela ne nous dérange pas pour représenter la Terre.

[invitea4439165]

je suis désolée si je vous dérange

[invite897678a3]

Bonjour,

pourquoi on a choisit un cristallisoir et non pas un ballon ou une balle car on me demande pourquoi finalement si on prend le cristallisoir cela ne nous dérange pas pour représenter la Terre.

C'est pour la commodité de l'expérience

Il faut que tu imagines une maquette de la Terre que tu découperais en grosses rondelles, et dont tu ne garderais que la rondelle centrale.

Par exemple, imaginons que nous coupons la Terre selon un plan horizontal passant par le tropique du Cancer et enlevons la calotte supérieure.
Coupons ensuite selon le tropique du Capricorne et enlevons la calotte inférieure.

Il nous reste une "grosse rondelle" de la Terre, celle où se situe l'équateur, et en se mettant au-dessus, nous voyons une coupe de la Terre
(je mets également en pièce jointe une image extraite de Futura-sciences).

Mais revenons à ton expérience:
vus de dessus, les deux cristallisoirs imbriqués l'un dans l'autre donnent une représentation que la "grosse rondelle" de Terre que je viens de te demander de découper (avec un peu d'imagination ).

Maintenant, tu peux regarder à nouveau la vidéo de l'expérience dont le lien a été donné dans mon précédent message.

Mais attention !
L'ébranlement dû à un séisme produit des ondes sonores qui se propagent dans toutes les directions.
L'expérience du laser et des cristallisoirs, qui représente une "grosse rondelle" de Terre passant par l'équateur dans mon exemple, serait identique si nous imaginions avoir découpé verticalement cette section de la Terre. De même, si nous avions effectué cette coupe en oblique.


Tu nous dit que

l'eau est donc bien quand même un obstacle car elle est de composition différente.

Ce n'est pas vraiment un obstacle; il s'agit simplement d'un milieu de nature différente (de l'air), qui permet de bien visualiser le trajet du rayon du laser pour peu que l'on ait légèrement coloré cette eau.

Par contre, en recouvrant le pourtour du petit cristallisoir à l'aide de papier d'aluminium, là nous créons un obstacle pour le rayon laser, tout comme le noyau de la Terre est un obstacle pour les ondes simiques.

J'espère avoir été un peu plus explicite, mais il ne faut pas hésiter à poser des questions.

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"Le sage pose sa question au risque de paraitre bête 5 minutes.
L'idiot se tait, et le reste sa vie durant."

[invitea4439165]

huumm d'accord merci beaucoup de prendre la peine de m'aider =) en fait je dois aussi faire un bilan de ce TP à votre avis dois-je seulement parler des ondes car je dois répondre au problème posé qui est :"Comment recréer les zones d'ombre sismiques P et S grâce à un modèle analogique?"
Moi je crois qu'il faut parler :
- du matériel correspond aux éléments du globe
- des ondes sismiques
Qu'en pensez vous faut t-il que je rajoute des choses?

[invitea4439165]

Can you help me please?