ÉNERGIE ACOUSTIQUE

-énergie acoustique

L'énergie acoustique est développée par une onde acoustique

ENERGIE ACOUSTIQUE

Equation aux dimensions : L2.M.T-2       Symbole de désignation : Ea      

Unité S.I.+ = le Joule (J)

Ea = p*k.t.S

avec Ea(J)= énergie développée par une onde acoustique pendant le temps t(s)

 p*k(W/m²)= puissance acoustique surfacique

S(m²)= surface où se mesure l’énergie

-expression de l'énergie à travers l'intensité spécifique

E = S'.df.dS.dΩ.dt.cosθ

E(J)= énergie acoustique

S'(W/m²-Hz-sr)= intensité acoustique spécifique

t(s)= temps

f(Hz)= fréquence

Ω(sr)= angle solide

θ(rad)= angle d'incidence

S(m²)= surface (section)

 

-puissance acoustique

c'est (comme toujours) une énergie par unité de temps, exprimée en Watt

Equation aux dimensions : L2.M.T-3       Symbole de désignation : Pa     

Unité S.I.+ = le Watt (W)

E= Pr.t

avec Er(J)= énergie portée par l'onde

Pr(W) = puissance acoustique développée pendant le temps t(s)

 

PHONON

-un phonon est la plus petite énergie transportée par l’onde acoustique (c'est l'équivalent d'un photon pour une onde électromagnétique)

C'est une quasi-particule associée à une onde sinusoïdale progressive, produisant des vibrations de groupes d’atomes (par exemple dans les réseaux cristallins)

-fréquence d’un phonon acoustique: pour les atomes d’un élément de réseau, qui oscillent en phase et colinéairement, on a approximativement

f # c.Jn

avec f(Hz) = fréquence de vibration

c(m/s²)= constante d’Einstein(2,99792458 .108 m/s)

Jn(m-1)= NOMBRE d’onde (supposé faible)

La vitesse du son est alors (l.f)

-excitation vibratoire pour phonons (créant une onde élastique progressive dans un réseau de corps cristallin)

a= E /(n + 1/2).f

avec: ar(J-s)= action de phonon (créé s'il y a perturbation thermique d'atomes)

n = nombre de phonons présents dans l’excitation

E(J)= énergie de vibration

f (Hz)= fréquence de la vibration élastique

-constante élastique pour les phonons: c’est la même notion qu’en élasticité mécanique (dimension M.T-2, donc similaire à une densité surfacique d’énergie)

j* = lp.nY

où nY(N/m²)= module d’élasticité longitudinal

lp(m)= pas du réseau cristallin

-impulsion d'un phonon

Q'i(kg-m/s) = h / λ

où h(J-s)= const° de Planck(6,62606876.10-34 J-s)

λ(m)= longueur d'onde

L'impulsion d'un phonon est # 5 fois plus faible que celle d'un photon

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