Loi 3 de Newton: où se situe l'effet-retour à la propagation d'une onde ?

[soliris]

Selon la troisième loi de Newton : "Tout corps A exerçant une force sur un corps B subit une force d'intensité égale, de même direction mais de sens opposé, exercée par le corps B".

Cela signifie qu'à la propagation excentrique d'une première onde acoustique à une vitesse v dans un milieu massif, correspond au moins au même moment une seconde ondulation concentrique sur tout le parcours de la première. L'impédance acoustique est forcément toute désignée pour "trahir" ou traduire la présence de cette onde-retour.

Impédance acoustique — Wikipédia.jpg

Contrairement au secteur électromagnétique où elle est d'une toute autre nature (plutôt une résistance), en acoustique je comparerais facilement l'impédance à une .. vitesse !
Qu'en pensez-vous ?

D'ailleurs, il existe des relations bizarres entre les deux. Il suffit de comparer ces 2 tableaux.. Bien sûr, cela ne prouve rien.

Vitesse de propagation du son.jpg et Impedance acoustique.jpg
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[albanxiii]

Bonjour à vous aussi, malotru !

Cela signifie qu'à la propagation excentrique d'une première onde acoustique

Merci de définir ce terme.

Contrairement au secteur électromagnétique où elle est d'une toute autre nature (plutôt une résistance), en acoustique je comparerais facilement l'impédance à une .. vitesse !

Rapellez-nous sa définition, on gagnera du temps !

Bien sûr, cela ne prouve rien.

Nous sommes d'accord. Alors pourquoi en parler ?

[phuphus]

Bonsoir,

Contrairement au secteur électromagnétique où elle est d'une toute autre nature (plutôt une résistance), en acoustique je comparerais facilement l'impédance à une .. vitesse !
Qu'en pensez-vous ?

L'impédance acoustique caractéristique est bien l'analogue de l'impédance caractéristique du vide. C'est le lien entre pression acoustique et vitesse particulaire.

Comme elle est égale à la masse volumique multipliée par la vitesse des ondes, en effet tu pourras voir un lien entre cette impédance et la vitesse, mais ce n'est pas une vitesse.

Une des pièces jointes que tu donnes mentionne qu'elle "représente la résistance du milieu à la propagation de l'onde", je trouve que ce n'est pas une bonne interprétation. Elle représenterait plutôt la capacité du milieu à "faire de la pression" pour une vitesse donnée.

Imagine par exemple une impédance nulle, au travers d'une masse volumique nulle : le milieu sera facile à bouger mais il n'y aura aucune pression résultante.
Imagine une impédance nulle, au travers d'une vitesse de propagation nulle : tu auras beau générer un déplacement, rien ne se propagera.
Ce n'est donc pas "la résistance du milieu à la propagation de l'onde".

[phys4]

Selon la troisième loi de Newton : "Tout corps A exerçant une force sur un corps B subit une force d'intensité égale, de même direction mais de sens opposé, exercée par le corps B".
Cela signifie qu'à la propagation excentrique d'une première onde acoustique à une vitesse v dans un milieu massif, correspond au moins au même moment une seconde ondulation concentrique sur tout le parcours de la première. L'impédance acoustique est forcément toute désignée pour "trahir" ou traduire la présence de cette onde-retour.

Le principe action-réaction s'est un peu perdu en route : cette histoire d'onde retour est aberrante. Une émission d'onde s'accompagne d'un effet de récation qui est la pression de radiation, elle existe en acoustique comme en électromagnétisme.
Cette pression existe en sens opposé à l'émission et à la réception.
Comme la réaction se fait directement avec l'onde, il n'y a besoin de relation de correspondance entre émission et réception, l'effet de réaction sur l'émetteur ne nécessite pas de récepteur, il existe aussi si l'onde s'étend indéfiniment.

[A voir en vidéo sur Futura]

[soliris]

Bonjour à vous aussi, malotru !

Bonjour.. Excusez-moi pour cet oubli, cela ne me ressemble pas: je devais être dans mes pensées

Merci de définir ce terme.

Je voulais parler d'une onde sphérique, définition trouvée ici: lorsqu’elle évolue dans un milieu homogène, isotrope et sans obstacle, l’onde d’une source idéale se propage de manière identique dans toutes les directions, elle est dite sphérique. Cependant, à une distance importante de la source, l’onde sonore peut être assimilée à une onde plane car le front d’onde (ensemble des molécules qui oscillent dans le même état vibratoire) tend à être rectiligne. A titre de comparaison, la planète Terre est ronde mais à l’échelle humaine, elle est plane.

Rapellez-nous sa définition, on gagnera du temps !

L'impédance acoustique d'un milieu pour une onde acoustique caractérise la résistance du milieu au passage de cette onde, définition wikipédia

Nous sommes d'accord. Alors pourquoi en parler ?

La comparaison des 2 tableaux montrés plus haut en pièces jointes ne semble pas avoir été prise en comptejusqu'à présent. Or la fonction d'un forum est de réactualiser sans cesse des connaissances, non ?

Phuphus et Phys4 : j'étudie ce week-end avec grand intérêt vos interventions et répondrai bientôt.

[albanxiii]

L'impédance acoustique d'un milieu pour une onde acoustique caractérise la résistance du milieu au passage de cette onde, définition wikipédia

Je parlais d'une définition plus utile pour un physicien, pas d'une définition pour poète.
Dit autrement, l'impédance acoustique d'un milieu quand on étudie la propagation d'une onde plane progressive sinusoïdale, est , où la premier terme est la masse volumique du milieu de propagation et le second la vitesse de l'onde dans ce milieu. Donc en comparant l'impédance avec la vitesse, vous faites une sorte de pléonasme.

L'impédance ne caractérise pas une hypothétique onde réfléchie (je ne vois pas par quoi d'autre traduire votre terme "onde retour"), mais juste la façon donc la surpression acoustique due à l'onde et sa vitesse de propagation sont reliées (en gros, leur rapport d'amplitude et de phrase).

Par contre, là où la notion d'impédance intervient avec une onde réfléchie, c'est quand vous regardez ce qui se passe à l'interface entre deux milieu d'impédances différentes (et là, ça marche de la même façon pour les ondes acoustiques et les ondes électromagnétiques). Plus la différence d'impédance entre les deux milieux est grande et plus on va avoir une proportion importante de l'onde incidente qui va être réfléchie.

Ici, vous avez les expression des coefficients de réflexion et de transmission pour une onde acoustique qui passe d'un milieu à un autre https://fr.wikiversity.org/wiki/Intr...nce_acoustique

Ce principe de réflexion sur une discontinuité d'impédance dans un milieu de propagation est le principe physique de base de l'échographie, par exemple.

Si vous voulez creuser, vous pouvez étudier http://naxos.biomedicale.univ-paris5...ysiques_01.pdf par exemple (mais on en trouve bien d'autres).

[stefjm]

Contrairement au secteur électromagnétique où elle est d'une toute autre nature (plutôt une résistance), en acoustique je comparerais facilement l'impédance à une .. vitesse !
Qu'en pensez-vous ?

J'en pense que vous avez retrouvé le système d'unité utilisé par nos anciens: Le CGS Esu
https://en.wikipedia.org/wiki/Centim...us_CGS_systems
Dans ce système, la résistance ou impédance est l'inverse d'une vitesse.
Une capacité s'exprime en cm (longueur) et une inductance est l'inverse d'une accélération.

Je parlais d'une définition plus utile pour un physicien, pas d'une définition pour poète.
Dit autrement, l'impédance acoustique d'un milieu quand on étudie la propagation d'une onde plane progressive sinusoïdale, est , où la premier terme est la masse volumique du milieu de propagation et le second la vitesse de l'onde dans ce milieu. Donc en comparant l'impédance avec la vitesse, vous faites une sorte de pléonasme.

L'impédance ne caractérise pas une hypothétique onde réfléchie (je ne vois pas par quoi d'autre traduire votre terme "onde retour"), mais juste la façon donc la surpression acoustique due à l'onde et sa vitesse de propagation sont reliées (en gros, leur rapport d'amplitude et de phrase).

Par contre, là où la notion d'impédance intervient avec une onde réfléchie, c'est quand vous regardez ce qui se passe à l'interface entre deux milieu d'impédances différentes (et là, ça marche de la même façon pour les ondes acoustiques et les ondes électromagnétiques). Plus la différence d'impédance entre les deux milieux est grande et plus on va avoir une proportion importante de l'onde incidente qui va être réfléchie.

Ici, vous avez les expression des coefficients de réflexion et de transmission pour une onde acoustique qui passe d'un milieu à un autre https://fr.wikiversity.org/wiki/Intr...nce_acoustique

Ce principe de réflexion sur une discontinuité d'impédance dans un milieu de propagation est le principe physique de base de l'échographie, par exemple.

Si vous voulez creuser, vous pouvez étudier http://naxos.biomedicale.univ-paris5...ysiques_01.pdf par exemple (mais on en trouve bien d'autres).

En complément, la notion d'impédance caractéristique d'un milieu ou d'une ligne de transmission: https://fr.wikipedia.org/wiki/Imp%C3...%C3%A9ristique
ou même du vide : https://fr.wikipedia.org/wiki/Imp%C3...stique_du_vide
pour lequel la liaison entre vitesse c et impédance est pour le moins "évidente" en CGS Esu!

[albanxiii]

pour lequel la liaison entre vitesse c et impédance est pour le moins "évidente" en CGS Esu!

Je ne maîtrise pas bien le système CGS esu, même après avoir lu https://physics.stackexchange.com/qu...-in-si-and-cgs et je manque de pratique.
Pouvez-vous expliciter ?

[stefjm]

L'historique des unités électriques est pour le moins compliqué!
Il y a palanqué de CGS possibles, dont les différences sont sur la répartition du c^2 et du 4pi entre les différentes constantes :
Le tableau https://en.wikipedia.org/wiki/Centim...ectromagnetism donne les répartitions.

L'impédance caractéristique du vide s'identifie à une vitesse dans les système où vaut 1.
C'est un peu ce qu'a fait Soliris avec l'impédance acoustique, la masse volumique et la vitesse.

[soliris]

Merci à tous, phuphus, phys4, Albanxiii et stefjm; je vais répondre tour à tour.

Une des pièces jointes que tu donnes mentionne qu'elle "représente la résistance du milieu à la propagation de l'onde", je trouve que ce n'est pas une bonne interprétation. Elle représenterait plutôt la capacité du milieu à "faire de la pression" pour une vitesse donnée.

Mais qui a modélisé sa façon de "faire de la pression" pour une vitesse donnée, à une onde acoustique ?

Le principe action-réaction s'est un peu perdu en route : cette histoire d'onde retour est aberrante. Une émission d'onde s'accompagne d'un effet de réaction qui est la pression de radiation, elle existe en acoustique comme en électromagnétisme.
Cette pression existe en sens opposé à l'émission et à la réception.

Ceci est la porte ouverte à la modélisation que j'attends... Vous dîtes que "l'effet de réaction sur l'émetteur ne nécessite pas de récepteur" ? Point de vue + ou - acceptable dans un milieu fluide.. mais en cristallographie ?

L'impédance ne caractérise pas une hypothétique onde réfléchie (je ne vois pas par quoi d'autre traduire votre terme "onde retour"), mais juste la façon donc la surpression acoustique due à l'onde et sa vitesse de propagation sont reliées (en gros, leur rapport d'amplitude et de phrase).

Mais une surpression possède sa propre vitesse de propagation; si l'on regarde de nouveau le tableau de quelques impédances acoustiques, et que l'on transforme les unités de kg/(m²/sec) en m/sec (ce qui n'est pas tout-à-fait une hérésie, si je vous relis: "Donc en comparant l'impédance avec la vitesse, vous faites une sorte de pléonasme" (-heuh excusez-moi pour ce tour de passe-passe ), alors on obtient une vitesse (radiale ? transversale ? retour ? je ne suis pas affirmatif) de 1 480 000 m/sec, ce qui est un "rebours" à déjà 0,5 % de la vitesse de la lumière ..

J'en pense que vous avez retrouvé le système d'unité utilisé par nos anciens: Le CGS Esu

J'aimerais beaucoup recevoir une formation rapide sur ce système (en fait le point de départ, les extensions).

[stefjm]

J'aimerais beaucoup recevoir une formation rapide sur ce système (en fait le point de départ, les extensions).

Je vous ai déjà donné les lien wikipédia sur le CGS et ses différentes déclinaisons : esu, emu, gauss, Heaviside, etc...
C'est en anglais, le wiki français est pauvre.
Je ne sais pas si on peut trouver facilement l'historique en français.

[soliris]

Je vous ai déjà donné les lien wikipédia sur le CGS et ses différentes déclinaisons : esu, emu, gauss, Heaviside, etc...
C'est en anglais, le wiki français est pauvre.
Je ne sais pas si on peut trouver facilement l'historique en français.

C'est vrai que quand on examine l'ESU charge, on y aperçoit du temps au dénominateur (sec^-1), ce qui n'est plus le cas aujourd'hui.
E le courant esu lui-même n'est plus analogue à un débit, mais à une force.

Assez étrange, tout de même.