INTERACTION D'UNE ONDE PLANE MONOCHROMATIQUE OBLIQUE AVEC UNE INTERFACE FLUIDE/FLUIDE

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page des animations - acoustique

Vous pouvez utiliser les images et les animations contenues dans ces pages à des fins pédagogiques, mais merci de mentionner vos sources !
ici : Catherine Potel (Université du Maine) et Philippe Gatignol (Université de Technologie de Compiègne)

Voir les transparents associés au chapitre 4 du cours d'acoustique dans les fluides  




L'interaction d'une onde plane oblique avec une interface séparant deux milieux fluides provoque une onde réfléchie dans le milieu 1 et une onde transmise dans le milieu 2.

Le champ total dans le milieu 1, somme du champ incident et du champ réfléchi, a toujours un caractère stationnaire dans la direction perpendiculaire à l'interface (suivant y), et un caractère propagatif dans la direction de l'interface (suivant x).


Lorsque les vitesses de propagation des ondes c1 et c2 dans les milieux 1 et 2 sont telles que c1 < c2, il existe un angle d'incidence theta1 noté thetac tel que sin thetac = c1/c2 et appelé angle critique pour l'interface considérée, à partir duquel l'onde transmise dans le milieu 2 devient évanescente. Le coefficient de réflexion dans le milieu 1 devient alors égal à 1 en module (réflexion totale), mais il y a toujours présence d'énergie acoustique dans le milieu 2.

L'onde transmise évanescente se propage parallèlement à l'interface, tandis que son amplitude décroît de manière exponentielle en fonction de la profondeur (lorsque y augmente), perpendiculairement à l'interface.
Les cartographies ci-dessous représentent en niveaux de couleurs l'amplitude de la partie réelle de la pression acoustique
(rouge = maximum, bleu = minimum).
Les traits obliques noirs symbolisent les rayons incident, réfléchi et transmis tels que prévus par les lois de Snell-Descartes.
Ainsi, lorsque l'onde transmise est propagative (
theta< thetac), elle se propage dans la direction du rayon transmis, cette direction étant bien perpendiculaire aux plans d'onde.
Angle d'incidence inférieur à l'angle critique thetac .
cartographie animée fluide/fluide sous-critique
Angle d'incidence supérieur à l'angle critique thetac .
cartographie animée fluide/fluide sur-critique
Angle d'incidence égal à l'angle critique thetac .

cartographie animée fluide/fluide critique