Vibrations et structure moléculaire
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Vibrations et structure moléculaire



  1. #1
    mimo13

    Vibrations et structure moléculaire


    ------

    Bonjour à tous,

    C'est toujours un plaisir d'écrire sur ce forum.

    Voilà, je voulais avoir votre avis sur une petite idée qui m'est venue:

    On nous a tous enseigné que l'état solide est un état caractérisé par un certain arrangement des molécules constituant le réseau cristallin. L'état liquide, quant à lui, présente un certain "désordre" des molécules.

    Ma question est toute simple: Est ce qu'on peut modifier l'arrangement des molécules d'un objet à l'état solide en appliquant des vibrations à une certaine fréquence à cet objet.

    Pour illustrer cela, imaginons que je prenne un bol de riz (cru). Je pose une pièce de monnaie sur sa surface. Maintenant, si par un quelconque moyen, j'applique des vibrations assez fortes au bol, on peut voir que la pièce s'enfonce dans le riz. Bien entendu, c'est très "imagé" et il y a aussi une histoire de gravité derrière.

    Je ne parle pas d'une transformation d'état, il s'agit juste de savoir si on peut modifier (et dans notre cas diminuer) les coefficients de lamé d'un solide en lui appliquant des vibrations à une fréquence bien définie (qui sera assez haute je suppose). Je souligne que ma question concerne bien la fréquence et non l'amplitude (à une amplitude assez grande, je détruis l'objet, la réponse est évidente). Et si oui connaissez vous des matériaux où cette modification est visible à l’œil nu ?

    Dans l'idéal, je pourrais prendre un morceau de verre par exemple, lui appliquer des vibrations à très haute fréquence et à très basse amplitude de sorte qu'il devienne "mou" mais sans se casser. J'exagère un peu, mais c'est pour vous illustrer l'idée.

    Qu'en pensez vous ?

    Merci

    Cordialement,

    -----

  2. #2
    Thouxify

    Re : Vibrations et structure moléculaire

    Bonjour,
    Je pense que l’expérience du bol de riz est à l'échelle macroscopique, ils ne subissent pas du tout les mêmes forces que des atomes dans un solide.
    A+
    Il y a trois sortes de personnes : ceux qui savent compter et ceux qui ne savent pas.

  3. #3
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Vibrations et structure moléculaire

    Bonjour,

    Au sujet du bol de riz, il est connu que les milieux granulaires ont des comportements propres à eux, et qui peuvent parfois surprendre.
    Justement parce que les interactions entre grains n'a rien à voir avec celles entre les constituants d'un solide ou d'un liquide.

    @+
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  4. #4
    mimo13

    Re : Vibrations et structure moléculaire

    Bonjour,

    Je suis tout à fait d'accord avec vous.

    Mais dans ce cas, je serai bien curieux de connaitre la réponse d'un matériau à des vibrations mécaniques très haute fréquence.

    Merci pour vos réponses.

    Cordialement,

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

    Re : Vibrations et structure moléculaire

    Bonsoir,

    Si je ne me trompe pas, vous pouvez faire l'expérience chez vous: par exemple tapez sur une barre de fer (ou tout autre matériaux rigide) avec un petit marteau: cela engendre des vibrations mécaniques hautes fréquences (de l'ordre du millier de Hertz) dans le matériau. Ces vibrations vont se communiquer aux molécules d'air environnantes jusqu'à votre tympan et vous entendrez... un son.

    Si le matériau n'est pas rigide mais granuleux ou pâteux (grains en suspension dans un fluide) les comportements peuvent être alors très variables; passant d'un comportement fluide à un comportement solide (et inversement) suivant la nature du matériau et la nature de la sollicitation mécanique.

  7. #6
    Sethy

    Re : Vibrations et structure moléculaire

    Sur la question de base, je n'ai pas de réponses. Par contre, il y a des réarrangements possible à l'état solide grâce à l'effet tunnel.

  8. #7
    Paraboloide_Hyperbolique

    Re : Vibrations et structure moléculaire

    Citation Envoyé par Sethy Voir le message
    Sur la question de base, je n'ai pas de réponses. Par contre, il y a des réarrangements possible à l'état solide grâce à l'effet tunnel.
    Pour l'effet tunnel je ne sais pas. Par contre il y a de tel réarrangements en surface à température ambiante pour certain matériaux comme le tungstène. Mais cela ne concerne en général que les premières couches atomiques en surface (une fraction négligeable de l'ensemble des atomes pour une quantité macroscopique de matériaux donc).

    Si l'on veut augmenter cette quantité d'atome je ne vois pour le moment qu'un seul moyen: réchauffer le matériaux jusqu'à la fusion (si cela est possible sans le brûler, comme dans le cas des métaux) puis le refroidir. Suivant les courbes de températures (réchauffement et refroidissement plus ou moins rapides) et les sollicitations mécaniques effectuées durant ces phases de réchauffement/refroidissement (laminage...) on peut obtenir des matériaux aux propriétés différentes à partir d'un seul matériau de départ.

  9. #8
    phuphus

    Re : Vibrations et structure moléculaire

    Bonsoir mimo13,

    aucune idée au niveau atomique / moléculaire, mais ce que tu cherches existe d'un point de vue rhéologie. Tu peux essayer avec une solution fortement concentrée en bentonite (à tel point qu'on a un gel), qui va se liquéfier avec des ultrasons et se re-solidifier à l'arrêt de la sollicitation.

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Bentonite

    Tu peux faire une recherche générale avec "gel thixotrope", tu devrais trouver des choses intéressantes.

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