Pénétration des ondes dans l'eau

[invite3061966d]

Bonjour,

quelqu'un peut-il m'affranchir sur les fromeules utilisées pour déterminer le pouvoir de pénétration des ondes dans l'eau.
Je voudrais connaitre en fonction de la qualité de l'eau, le pouvoir pénétrateur des µ-ondes (environ 12 cm de longueur d'onde, je crois pouvoir calculer ça !).
Si l'eau est salée, il semble que les ondes pénètrent plus êtes-vous au courant de ces capacités des ondes à se propager dans l'eau différemment suivant la composition de l'eau ? Qulles sont les lois qui gouvernent ces phénomènes ?

Merci d'avance

Dinocras
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[f6bes]

Bjr à toi,
Seule les ondes VLF arrivent à pénétrer (un peu ) dans l'eau.
Aux fréquneces citées la pénétration va dépendre de la PUISSANCE mise en jeu.
Mais cela ne va pas aller bien loin (qq cms ).
Donc pas moyen d'avoir des liaisons électromagnétiques l'eau .

A+

[calculair]

Bonjour,

quelqu'un peut-il m'affranchir sur les fromeules utilisées pour déterminer le pouvoir de pénétration des ondes dans l'eau.
Je voudrais connaitre en fonction de la qualité de l'eau, le pouvoir pénétrateur des µ-ondes (environ 12 cm de longueur d'onde, je crois pouvoir calculer ça !).
Si l'eau est salée, il semble que les ondes pénètrent plus êtes-vous au courant de ces capacités des ondes à se propager dans l'eau différemment suivant la composition de l'eau ? Qulles sont les lois qui gouvernent ces phénomènes ?

Merci d'avance

Dinocras

Bonjour,

Le coefficient de penetration va dependre essentiellement de la conductibilité de l'eau,

il faut resoudre les equations de Maxwell dans l'eau, la difficulté provient de bien connaitre l'expression de la conductibilité en fonction de la frequence.

Pour la permeabilité µ, la valeur à prendre esr sans doute µ° à 99,99 %

[calculair]

re bonjour

La profondeur de penetration ( affaiblissement egal à e pour une profondeur de penetration de 2/ racine ( W µ° conductibilité ) avec W = 2 pi F

la difficulté est de bien apprecier la conductibilité à la pulsation w

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour.
Je crois que vous avez oublié le micro-ondes de votre cuisine.
Je pense que la formule de Calculair est bonne en basse fréquence et pour des conductivités élevées comme dans les métaux (effet de peau). Mais la conductivité de l'eau en haute fréquence n'a rien à voir avec al conductivité en basse fréquence. N'oublions pas que la conductivité dans l'eau est due à des ions qui sont beaucoup moins mobiles que les électrons et plutôt paresseux à réagir aux hautes fréquences.

Je pense que la pénétration des micro-ondes dans l'eau est surtout déterminée par les pertes diélectriques (ces même pertes qui réchauffent la pizza dans le micro-ondes) et qu'elle est presque totalement indépendante des impuretés ou de la salinité de l'eau.
Je n'ai pas fait la manip, mais on peut mesurer l'augmentation de température de deux volumes égaux d'eau (un salé et l'autre non) pendant des temps égaux au micro-ondes.

Et les micro-ondes pénètrent dans l'eau, F6bes. Vous pouvez réchauffer votre thé au micro-ondes. Mais c'est peut-être un problème d'échelle. Ils ne rentrent pas de dizaines de mètres comme peuvent le faire des ondes de plus basse fréquence.
Au revoir.

[LPFR]

Re.
Si vous pouvez vous procurer cet article, il peut vous aider à fixer les idées.

En fait, le modèle utilisé pour décrire la pénétration des ondes dans un milieu avec des pertes est celui d'utiliser un vecteur d'onde complexe (ce qui revient à avoir une constante diélectrique ou un indice de réfraction complexe). L'amplitude des ondes s'écrit:

Si le nombre d'onde k est réel on obtient des ondes non absorbées. Mais si k est complexe on peut écrire:

Le morceau imaginaire nous donne une exponentielle décroissante. Ce n'est qu'un modèle mathématique, mais c'est celui utilisé pour la réflexion des ondes (lumière, par exemple) sur des métaux.
Il faut donc trouver la constante diélectrique complexe de l'eau pure ou impure à ces fréquences.
A+

[f6bes]

Et les micro-ondes pénètrent dans l'eau, F6bes. Vous pouvez réchauffer votre thé au micro-ondes. Mais c'est peut-être un problème d'échelle. Ils ne rentrent pas de dizaines de mètres comme peuvent le faire des ondes de plus basse fréquence.
Au revoir.

Bonjour LPFR,
Effectivement les micros ondes pénétrent dans l'eau, c'est d'ailleurs pour cela que j'ai précisé:

"..Aux fréquneces citées (là c'est 12 cms de longeur d'onde) la pénétration va dépendre de la PUISSANCE mise en jeu.
Mais cela ne va pas aller bien loin (qq cms ).."

Mais c'est comme de tout, qu'entends t on par "pénétrer" ?
Si on est pinailleur je dirais que TOUTES les ondes pénétrent l'eau, SAUF que les atténuations sont plus ou moins conséquentes et que les MOYENS de mesure humains ne permettent pas d'apprécier s'il y a une "trace" d'onde.
Donc si on est en DESSOUS de ce que l'on peut exploiter ou mesurer, cela ne veut pas dire qu'il n'y a plus........ rien.
Mais bon du Gigahert à travers 3 kms de masse d'eau, bien malin celui qui arrivera à en trouver un pouilléme de trace .

Cordialement

[calculair]

Re.
Si vous pouvez vous procurer cet article, il peut vous aider à fixer les idées.

En fait, le modèle utilisé pour décrire la pénétration des ondes dans un milieu avec des pertes est celui d'utiliser un vecteur d'onde complexe (ce qui revient à avoir une constante diélectrique ou un indice de réfraction complexe). L'amplitude des ondes s'écrit:

Si le nombre d'onde k est réel on obtient des ondes non absorbées. Mais si k est complexe on peut écrire:

Le morceau imaginaire nous donne une exponentielle décroissante. Ce n'est qu'un modèle mathématique, mais c'est celui utilisé pour la réflexion des ondes (lumière, par exemple) sur des métaux.
Il faut donc trouver la constante diélectrique complexe de l'eau pure ou impure à ces fréquences.
A+

bonjour,

Je ne me souviens plus trés bien comment on introduit l'attenuation de l'onde. Je pensais que cela provenait d'une conductibilité avec une partie reelle et une partie imaginaire. La question posée revient à apprecier le epsilon de l'eau ( la permittivité electrique en fonction de la teneur en sel )

Il faudrait peut être imaginer des ions de masse m mis en mouvement par le champs electrique et leur associer une force de frottement ( effet thermique ) LPFR qui maitrise tout cela nous donnera sans doute un avis eclairé.

Je pense qu'un modèle peut être construit pour repondre à la question posée initialement

[LPFR]

Re-bonjour.

Je ne me souviens plus trés bien comment on introduit l'attenuation de l'onde. Je pensais que cela provenait d'une conductibilité avec une partie reelle et une partie imaginaire. La question posée revient à apprecier le epsilon de l'eau ( la permittivité electrique en fonction de la teneur en sel )
Il faudrait peut être imaginer des ions de masse m mis en mouvement par le champs electrique et leur associer une force de frottement ( effet thermique )...

En haute fréquence ou avec de l'eau très pure et peu conductrice, les pertes ne sont pas dues à l'effet Joule mais à l'orientation des molécules polaires de l'eau par le champ électrique de l'onde. L'onde effectue un travail en orientant (partiellement) les dipôles moléculaires alternativement dans les deux directions. Et une partie de ce travail est perdu car les molécules d'eau "se cognent" avec leurs voisines en tournant. C'est cette possibilité de se polariser qui donne à l'eau l constante diélectrique élevée en basse fréquence. Les dipôles n'on plus le temps de s'orienter au delà de la fréquence de Debye (je crois que c'est 40 GHz) et la constante diélectrique de l'eau est celle d'un diélectrique commun en haute fréquence (lumière).
On peut constater que ces pertes sont dues à la réorientation des dipôles, en décongelant un bifteck. Dans la glace les molécules ne sont pas orientables et les pertes diélectriques sont faibles. Mais des que l'eau fond, les pertes augmentent considérablement. Ainsi, vous pouvez cuire la parie du bifteck qui à décongelé en premier alors que le reste est encore congelé.

LPFR qui maitrise tout cela nous donnera sans doute un avis eclairé.

Si je ne vous connaissais pas, je penserais que vous vous moquez de moi.
Cordialement,
LPFR

[calculair]

Bonjour,

merci pour ces explications trés precises et trés concrètes, tu vois que j'avais raison ( en reponse de ta dernière remarque )

bien cordialement

[invite3061966d]

Bonjour,

merci aux avis éclairés de tous ceux qui s'intéressent au sujet.
Bien entendu, 12 cm de longueur d'onde : c'est la longueur d'onde du micro-onde de la cuisine ( à peu de choses près) et c'est la longueur d'onde disponible industriellement (sauf les militaires bien entendu).
Or ces ondes très courtes, ne progressent pas très loin dans l'eau. Plus la longueurd'onde est grande, plus la progression dans l'eau est importante. Les sous-marins communiquent à des longueurs d'ondes très très grandes.
En fait, dans l'eau classique du robinet, une épaisseur d'eau de 4 cm retient absolument toutes les ondes électromagnétiques du micro-ondes. Celles-ci ne traversent pas cette épaisseur d'eau ( avec P =900W environ).
Or on s'aperçoit que les algues présentes dans un récipient exposé au four de la cuisine sont toutes ratiboisées après 15 secondes d'exposition (avec 4 cm d'eau et pas plus). Or l'eau n'a pas bouilli (35° environ) .... on peut donc en déduire que les ondes ont un effet différent suivant que l'eau est "simple" comme l'eau testée ou plus "compliquée" comme l'eau qui remplit les cellules végétales.
De là à estimer que, suivant la composition de l'eau, on a un effet différent des micro-ondes il n'y a guère de chemin ....
En effet pourquoi les lagues sont-elles tuées dans une eau à 35° ? idem pour les bactéries dont les contenus cellulaires sont des liquides dont la composition est différente de l'eau qui les véhicule.
La suggestion de faire chauffer une eau salée et un eau pas salée dans un four est intéressante : l'eau distillée ne chauffe pas dans un micro-onde ! sauf si elle est placée à un noeud d'onde qui ne reste qu'une particularité voire une anomalie dans une enceinte de chauffage par µ-Ondes.
Si vous voulez essayer pour vous en rendre compte : c'est facile.
Donnez-moi encore de vos avis !
@+
Dinocras

[invite3061966d]

Salut,
pourquoi alors cet effet ne saurait-il pas s'appliquer aux ions, chargés électriquement et qui sont soit attirés ou repoussés en fonction du + ou du - de l'onde ?
@+
Dinocras

[LPFR]

Re.

Or on s'aperçoit que les algues présentes dans un récipient exposé au four de la cuisine sont toutes ratiboisées après 15 secondes d'exposition (avec 4 cm d'eau et pas plus). Or l'eau n'a pas bouilli (35° environ) .... on peut donc en déduire que les ondes ont un effet différent suivant que l'eau est "simple" comme l'eau testée ou plus "compliquée" comme l'eau qui remplit les cellules végétales.
De là à estimer que, suivant la composition de l'eau, on a un effet différent des micro-ondes il n'y a guère de chemin ....
En effet pourquoi les lagues sont-elles tuées dans une eau à 35° ? idem pour les bactéries dont les contenus cellulaires sont des liquides dont la composition est différente de l'eau qui les véhicule.

Ça me rappelle la blague du mec qui conclue que quand on arrache toutes les pattes à un crabe il devient sourd.
Pour qu'un organisme vivant meure on n'a pas besoin de le chauffer à 100°. Vous mourez si on vous chauffe à 45°. Les coraux meurent dans l'eau à 30° (blanchissement des coraux). En fait, les protéines ont un comportement très sensible à la température. Par exemple, l'ADN se déroule quand on le chauffe à 60° (propriété utilisé dans la PCR (réaction en chaîne à la polymérase)).
Donc, conclure que les micro-ondes on un effet différent dans l'eau de cellules que dans l'eau tout court c'est tout simplement absurde.

La suggestion de faire chauffer une eau salée et un eau pas salée dans un four est intéressante : l'eau distillée ne chauffe pas dans un micro-onde ! sauf si elle est placée à un noeud d'onde qui ne reste qu'une particularité voire une anomalie dans une enceinte de chauffage par µ-Ondes.
Si vous voulez essayer pour vous en rendre compte : c'est facile.
Donnez-moi encore de vos avis !
@+
Dinocras

Bon, de toute évidence vous ne savez pas ce qu'est un nœud. Et de toute évidence vous n'avez jamais fait la manip avec de l'eau distillée.

A+