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verre et cristal



  1. #1
    Magog

    verre et cristal


    ------

    Bonjour,
    j'aimerais comprendre pourquoi un verre en cristal résone "mieux" qu'un verre ordinaire. Le verre en cristal a-t-il acquis une structure cristalline à la suite de l'ajout d'oxyde de plomb lors de sa fabrication, ce qui expliquerait sa facilité à entrer en résonance ?

    -----

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  3. #2
    chris111

    Re : verre et cristal

    Salut,

    Si ce que tu dis est vérifié pour des verres de géométrie identiques alors:
    les fréquences de résonances des 2 verres sont très certainement différentes et que le fait de taper du bout du doigt (ou en trinquant) exite plus les fréquences du verre en cristal que celui en verre, car la sollicitation est plus proche de la résonnace du cristal que celle du verre.
    C'est la seul explication logique que j'ai.

    Il faut cependant se méfier de la géométrie du verre qui influe énormément sur les fréquences de resonance (ne pas comparer un verre en verre classique à une flute à champagne en cristal).
    Ce paramètre est du 1er ordre par rapport à la différence de matière verre-cristal.

    Chris111
    Patient est le pompier, car il commence à chaque fois en bas de l'échelle

  4. #3
    Magog

    Re : verre et cristal

    Je suis tout à fait d'accord que le facteur prépondérant caractérisant la fréquence de résonance est la géométrie du verre, mais il est facilement observable qu'un verre dit "en cristal" (quelle est la définition exacte de ce terme ?) au mêmes caractéristiques géométriques qu'un verre classique résone plus facilement que celui-ci et pour une même fréquence de résonance. D'où vient cette différence ?

  5. #4
    Chup

    Re : verre et cristal

    La dénomination "cristal" pour du verre tient à sa teneur en plomb (il y a une norme qui permet d'obtenir la dénomination "cristal"). La structure du "cristal" reste cependant vitreuse, c'est-à-dire désordonnée à l'echelle moléculaire, d'où la confusion avec un cristal (au sens cristallographique du terme) qui lui a une structure "cristalline" ordonnée à une échelle supra-moléculaire. Les "propriétés de résonnance" ne proviennent que des propriétés élastiques du verre utilisés et de la géométrie (et aussi du mode d'excitation).

  6. #5
    Chup

    Re : verre et cristal

    Du coup, j'ai oublié de répondre à la question, la différence vient de la dissipation interne : elle est beaucoup plus faible dans le verre au plomb, on a alors un résonnateur avec un très bon facteur de qualité...

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Magog

    Re : verre et cristal

    Citation Envoyé par Chup
    Du coup, j'ai oublié de répondre à la question, la différence vient de la dissipation interne : elle est beaucoup plus faible dans le verre au plomb, on a alors un résonnateur avec un très bon facteur de qualité...
    Merci pour l'éclaircissement sur la définition du mot cristal mais pourrais-tu expliciter ta réponse stp à propos de cette "dissipation interne" ?

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  10. #7
    Chup

    Re : verre et cristal

    L'onde acoustique qui se propage dans le verre est atténuée beaucoup plus lentement dans le verre en cristal du fait de ses propriétés mécaniques. De ce fait la résonnance dure plus longtemps....

  11. #8
    Magog

    Re : verre et cristal

    Au niveau structurel, les atomes de plomb agiraient donc comme des "bobines" qui emmaganiseraient l'énergie reçue par l'onde sonore et la restituraient avec une certaine inertie ? Ce qui expliquerait la résonance prolongée du verre en cristal par rapport au verre normal ? C'est ça le raisonnement ou je me trompe ?

  12. #9
    Chup

    Re : verre et cristal

    Non ce n'est pas ça. Pour que le verre arrête de vibrer, il faut qu'il y ait de la dissipation (comme un ressort idéal qui oscille avec une amplitude constante sans arrêter). En pratique une partie de l'énergie est transmise à l'air (sous forme d'une onde acoustique, c'est le son qu'on entend) et une partie est dissipée dans le verre (qui chauffe un tout petit peu du coup). Le cristal dissipe moins et le son dure plus longtemps...

  13. #10
    Magog

    Re : verre et cristal

    Mais oui bien sûr. La facilité de résonance du cristal par rapport au verre normal est donc une facilité "par défaut", dans la mesure où elle est due à la présence d' atomes de plomb qui ont "pris la place" d'une partie de la structure en verre, et puisqu'ils sont moins dissipateurs que le verre, ils ont réduit globalement la faculté de dissipation du verre. C'est ça cette fois ?

  14. #11
    EleKtroGay

    Re : verre et cristal

    j'aimerais vous demander si lorsque par exemple on tourne son doigt sur un verre en cristal, ou alors lorsque l'on chante, la fréquence de l'action impose la sienne au verre ou au cristal , ce ki le ferait entrer en résonnance ...
    J'éspère avoir été assez claire

  15. #12
    mariposa

    Re : verre et cristal

    Citation Envoyé par EleKtroGay
    j'aimerais vous demander si lorsque par exemple on tourne son doigt sur un verre en cristal, ou alors lorsque l'on chante, la fréquence de l'action impose la sienne au verre ou au cristal , ce ki le ferait entrer en résonnance ...
    J'éspère avoir été assez claire
    .
    Lorsque tu fais tourner le doigt sur un verre en cristal effectivement tu imposes a ce cristal "ta" fréquence. Maintenant si, en plus, cette fréquence correspond à un mode propre du verre alors l'amplitude va augmenter brusquement. Tu es alors dans une condition de résonance.

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  17. #13
    Magog

    Re : verre et cristal

    Citation Envoyé par EleKtroGay
    j'aimerais vous demander si lorsque par exemple on tourne son doigt sur un verre en cristal, ou alors lorsque l'on chante, la fréquence de l'action impose la sienne au verre ou au cristal , ce ki le ferait entrer en résonnance ...
    J'éspère avoir été assez claire
    A vrai dire, il y a deux réponses à fournir à ta question, selon les deux cas que tu envisages: dans le cas du doigt sur le verre, tu n'imposes aucune fréquence sonore, le son entendu est nécessairement le son correspondant à la fréquence de résonance du verre. Par contre pour la voix, le verre vibre effectivement à la même fréquence que la fréquence excitatrice de la voix. Cependant cette vibration ne sera visible (et audible) que si tu chantes à la fréquence de résonance du verre, le verre ayant en effet une bande passante très étroite autour de sa fréquence de résonance ( et de ses harmoniques, bien sûr).

  18. #14
    Magog

    Re : verre et cristal

    Je suis étonné par le nombre de discussions sur le forum qui tournent autour de la résonance d'un verre, sujet a priori assez restreint...Existerait-il une certaine fascination vis-à-vis de celui-ci ?

  19. #15
    Chup

    Re : verre et cristal

    bonjour,
    lorsqu'on fait tourner le doigt sur le verre, on excite toutes les fréquences !! C'est du à une instabilité du type de la craie qui crisse qui donne une excitation avec une quasi-discontinuité qui contient donc un spectre très large. Le verre lui répond essentiellement à ses fréquences de resonnance...

  20. #16
    Magog

    Re : verre et cristal

    Bonjour,
    dans le cadre d'une expérience,j'aimerais pouvoir mesurer les vibrations mécaniques d'un verre mis en résonance par un haut parleur. Il y a bien l'utilisation d'un microphone qui donne indirectement les vibrations méca du verre, mai le micro sature tout de suite avec le haut parleur. Il me faut donc une mesure directement sur le verre. Je pensais à une méthode optique à l'aide d'un laser dirigé sur le verre (tangentiellement ?) et en récupérant le rayon lumineux à la sortie. Qu'en pensez-vous ?
    L'esprit limite sa perception des choses à ce qu'il peut concevoir et il appelle cela la Réalité

  21. #17
    EleKtroGay

    Re : verre et cristal

    cela est surement possible , mais est-ce que le rayon ne sera pas diffracté par le crisatl ? surtout si tu le dirige tangeantiellement ...

  22. #18
    EleKtroGay

    Re : verre et cristal

    Citation Envoyé par Magog
    A vrai dire, il y a deux réponses à fournir à ta question, selon les deux cas que tu envisages: dans le cas du doigt sur le verre, tu n'imposes aucune fréquence sonore, le son entendu est nécessairement le son correspondant à la fréquence de résonance du verre. Par contre pour la voix, le verre vibre effectivement à la même fréquence que la fréquence excitatrice de la voix. Cependant cette vibration ne sera visible (et audible) que si tu chantes à la fréquence de résonance du verre, le verre ayant en effet une bande passante très étroite autour de sa fréquence de résonance ( et de ses harmoniques, bien sûr).
    qu'entend tu par bande passante et harmonique ??

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  24. #19
    deep_turtle

    Re : verre et cristal

    Citation Envoyé par Magog
    Je pensais à une méthode optique à l'aide d'un laser dirigé sur le verre (tangentiellement ?) et en récupérant le rayon lumineux à la sortie. Qu'en pensez-vous ?
    ça semble une bonne idée a priori, mais j'ai peur que les déplacements du verre soient trop faibles pour donner quelque chose de visible. Ou alors en faisant de l'interférométrie. Il me semble qu'il existe des systèmes espions qui utilisent ce principe pour écouter les conversations à distance derrière une vitre, en envoyant un laser sur la vitre et en analysant la lumière réfléchie...
    « D'avoir rejeté le néant, j'ai découvert le vide» -- Yves Klein

  25. #20
    Magog

    Re : verre et cristal

    J'aimerais revenir à la première quetion que j'avais posée dans ce topic. A propos de la dissipation interne dans un verre en cristal par rapport à un verre classique.
    La question que je me pose aujoud'hui est plus générale que ça: j'ai découvert récemment que l'ajout de plomb dans le verre (ce qui donne un verre en cristal) a tendance à dilater les mailles du réseau de base du verre. La maille contient donc plus de vide. Les atomes sont donc plus espacés les uns des autres. Ils ont donc plus de liberté de vibrer autour d'une position donnée et donc l'énergie reçue par l'onde sonore est plus dissipée sous forme de chaleur. A ce moment là, la réponse de Chup:

    "Non ce n'est pas ça. Pour que le verre arrête de vibrer, il faut qu'il y ait de la dissipation (comme un ressort idéal qui oscille avec une amplitude constante sans arrêter). En pratique une partie de l'énergie est transmise à l'air (sous forme d'une onde acoustique, c'est le son qu'on entend) et une partie est dissipée dans le verre (qui chauffe un tout petit peu du coup). Le cristal dissipe moins et le son dure plus longtemps..."

    n'a plus de sens!
    Me suis-je trompé dans mes déductions précedentes (car il est clair qu'un verre en cristal résonne plus longtemps)?
    En clair, lorsqu'il ya plus de vide dans une maille,est-ce que cela favorise ou défavorise une dissipation sous forme d'effet Joule?
    L'esprit limite sa perception des choses à ce qu'il peut concevoir et il appelle cela la Réalité

  26. #21
    mariposa

    Re : verre et cristal

    Citation Envoyé par Magog
    En clair, lorsqu'il ya plus de vide dans une maille,est-ce que cela favorise ou défavorise une dissipation sous forme d'effet Joule?
    .
    Non cela n'a rien a voir avec la dimension de la maille cristalline..

    Ce qui va déterminer les pertes internes ce sont les effets non linéaires de couplage entre modes qui vont répartir l'énergie sur tous les modes de vibration et on appelle ça la chaleur.
    .
    La diffusion des ondes sonores sur les défauts participerons également au processus de dissipation.
    .

  27. #22
    Magog

    Re : verre et cristal

    De quel mode parle-t-on ? J'avoue ne pas bien saisir...
    PAr ailleurs, pourquoi ai-je pu quelque part que c'était la grande densité du verre au plomb par rapport à un verre ordinaire qui lui conférait une belle sonorité ?
    L'esprit limite sa perception des choses à ce qu'il peut concevoir et il appelle cela la Réalité

  28. #23
    mariposa

    Re : verre et cristal

    Citation Envoyé par Magog
    De quel mode parle-t-on ? J'avoue ne pas bien saisir...
    .
    Il s'agit des modes (propres) de vibrations du cristal qui sont enn quelque sorte une combinaison linéaire des mouvements vibratoires locaux.


    PAr ailleurs, pourquoi ai-je pu quelque part que c'était la grande densité du verre au plomb par rapport à un verre ordinaire qui lui conférait une belle sonorité ?
    .
    On peut en donner une image classique:
    .
    L'énergie d'un oscillateur s'écrit:
    .
    E= 1/2.m.v2 + 1/2.k.x2

    qui est la somme d'une énergie cinétique et d'une énergie potentielle (k est la constante de rappel).
    .
    Pour une energie (moyenne) donnée (qui correspond à une température) on aura une vitesse maximale et une amplitude maximale (pas en même temps).
    .
    Maintenant si tu augmentes la masse (en prenant des atomes de plomb) à énergie constante tu diminueras l'amplitude maximale.
    .
    Plus la masse est élevée, moins l'amplitude est grande. Hors les effets non linéaires (cad les couplages entre modes) sont exités par les "grandes" amplitudes.
    .
    Comme les exitations des modes répartissent l'énergie (c'est le chaleur) tu as une origine de dissipation interne. En mettant du plomb les amplitudes mouvements restent petits donc seul le mode exité perd son énergie en émission acoustique.

  29. #24
    Magog

    Re : verre et cristal

    Merci beaucoup pour la réponse très claire! Ce problème me turlupinait depuis longtemps.
    J'imagine qu'il me faut maintenant étudier la théorie des phonons...
    L'esprit limite sa perception des choses à ce qu'il peut concevoir et il appelle cela la Réalité

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  31. #25
    mariposa

    Re : verre et cristal

    Citation Envoyé par Magog
    Merci beaucoup pour la réponse très claire! Ce problème me turlupinait depuis longtemps.
    J'imagine qu'il me faut maintenant étudier la théorie des phonons...
    .
    Il faut d'abord étudier du point de vue classique (non quantique) les modes propres de vibration d'un solide.
    .
    Par contre pour comprendre comment l'énergie d'un mode peut-être amorti il faut quantifier donc comprendre les phonons.

  32. #26
    sitalgo

    Re : verre et cristal

    Je ne pense pas trop m'avancer en disant que cela dépend de la rigidité du matériau, autrement dit son élasticité donnée par le module d'Young. Une valeur élevée indique une rigidité élevée.

    Un matériau élastique "consomme" davantage d'énergie.
    Reste à vérifier les modules respectifs du cristal et du verre.

  33. #27
    polette

    verre et cristal

    Bonjour, on doit faire un tpe sur le cristal et on ne trouve rien qui nous convienne. On aimerait connaître la fréquence qui fait casser le cristal, cristal au plomb où des sites où on trouverait de la documentation sur le cristal.
    Merci beaucoup d'avance ! ça nous aiderait beaucoup !

  34. #28
    sitalgo

    Re : verre et cristal

    "On aimerait connaître la fréquence qui fait casser le cristal,"

    LA fréquence n'existe pas. La fréquence et le niveau d'énergie ne seront pas les mêmes pour un cendrier de 3kg et une flûte à champagne.
    Le plus simple est de déterminer expérimentalement la fréquence de raisonnance, puis de mettre l'énergie suffisante.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  35. #29
    StitcH49

    Re : verre et cristal

    et en terme d'équations théoriques, en existe-il qui permette de poser ce problème en tenant compte des principaux facteurs, ou qui expliquent que le verre en cristal soit mieux adapté à la casse ???

    en fait j'étudie pour mon TIPE l'influence du volume d'eau que contient le verre en cristal et de la surface de contact verre/eau sur la fréquence de résonance.
    j'ai des résultats expérimentaux mais rien du point de vue de la théorie (malgré de nombreuses recherches...)!

    si qqn peut m'éclairer sur le sujet ce serait bien aimable merci!

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