Vitesse des ultrasons dans des liquides

[inviteb400d35e]

Bonsoir à tous,

Aujourd'hui nous avons mesuré des vitesses de phase et de groupe pour une onde ultrasonore dans de l'eau, de l'eau saturée en NaCl et de la glycérine.
Quelle est la ou les raisons physiques pour lesquelles les vitesses de groupe et de phase varient?
Comment expliquer le fait que la vitesse de groupe est supérieure à la vitesse de phase ou inversement?

Le problème étant que je ne peux meme pas savoir si ces résultats sont justes.

Je trouve respectivement pour EAU PURE / NACL / GLYCERINE en m/s :
vitesse de phase : 1490,91 & 1784.83 & 1873,68
vitesse de groupe : 1495,71 & 1510,00 & 1933,33

Merci d'avance pour toute piste!

D'autre part, et j'ai honte de demander ça, comment calculer une incertitude relative? Ici j'ai et donc avec celle sur f connue, mais je ne sais pas comment trouver celle avec la longueur. J'estime que la mesure de Delta l est précise à 0.5mm près.
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Les ondes sont-elles des ondes longitudinales ou transversales ?
Avec quoi et de quelle façon avez-vous faites les mesures.
La vitesse de phase des ondes longitudinales est

où rhô est la densité et B le module de compressibilité.
Donc, il est surprenant que la vitesse de phase soit plus grande dans l'eau salée qui est plus dense mais qui doit avoir (à confirmer) le même coefficient de compressibilité.

Je ne reconnais pas la formule de la vitesse. C'est quoi 'n' ?
Au revoir.

[inviteb400d35e]

n est le nombre de correspondance de phase. La mesure a été faite avec un émetteur d'ultrason (générateur) avec un récepteur piezo électrique situé dans une cuve du liquide en question dont on fait varier la position. On part d'une position ou le signal du recepteur est en phase, on compte combien de fois les signaux reviennent en phase, et on releve la position. Ca donne un delta l. Et donc la vitesse de phase
Je ne saurais vous répondre pour onde transversale ou longitudinale.

La vitesse de groupe est mesurée en envoyant des impulsions avec le générateur. Le temps de réponse permet d'avoir la vitesse de groupe

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Votre méthode est bonne.
Seule objection est la distance utilisée dans la mesure de la vitesse de groupe. Car d'après la photo, il semble que les transducteurs ne sont pas plongés directement dans le liquide. Il faudrait faire la mesure avec des variations de distance: .
En cherchant sur le web j'ai trouvé que, contrairement à ce que j'ai écrit, la vitesse du son augmente avec la salinité car le module de compressibilité augmente encore plus rapidement que la densité.
Pour les autres valeurs, je ne peux rien affirmer. Je trouve surprenant la grande différence entre la vitesse de phase et de groupe pour les mélanges, car, à priori, ni la densité ni le module de compressibilité ne dépendent de la fréquence. C'est pour cela que je vous avais posé la question à propos des ondes transversales, dans lesquelles la vitesse peut dépendre de la fréquence à travers la viscosité.
Vue la vitesse de phase pour l'eau, il semble que ce soient bien des ondes longitudinales.
Pour votre formule pour les erreurs, elle est bonne et d'après la photo, l'erreur sur la longueur est de 0,5 mm à chaque valeur et donc de 1 mm pour une différence entre deux valeurs (le delta l)
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb400d35e]

Merci beaucoup pour votre réponse. Je suis allé un peu vite concernant la vitesse de groupe, et oui il faut bien mesurer Delta l / Delta t! Concernant l'incertitude, je voulais savoir comment à partir de votre "1mm" on arrrive à une incertitude absolue (en %)

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Si vous avez déplacé le capteur de 76 mm, avec 1 mm d'erreur, l'erreur relatif est de 1/76 soit 1,3%.
Au revoir.