SURFACE PHÉNOMÈNES DE

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Médias de l’article

Réarrangements des atomes à la surface d'un cristal

Réarrangements des atomes à la surface d'un cristal
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Microscope à effet tunnel à balayage

Microscope à effet tunnel à balayage
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Interactions inélastiques

Interactions inélastiques
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique


Vibrations, ondes de surface

La présence d'une surface introduit des discontinuités dans de nombreuses propriétés mécaniques, électriques ou magnétiques de systèmes multiphasés. Les ondes qui se propagent dans ces derniers sont en général très sensibles à ces discontinuités. Elles peuvent donc être utilisées pour étudier les propriétés des interfaces.

Ondes à la surface d'un liquide

Les ondes de surface des liquides ont été étudiées en 1871 par sir William Thomson, lord Kelvin. L'onde se propage parallèlement à la surface qui oscille transversalement. Cette dernière est rappelée vers sa position d'équilibre plane par des forces capillaires et gravitationnelles (des ondes similaires existent dans les milieux élastiques, les ondes de Rayleigh). La relation de dispersion qui relie la pulsation ω de l'onde à son vecteur d'onde k s'écrit :

g est l'accélération de la pesanteur, ρ la densité du liquide et γ la tension superficielle.

À grande longueur d'onde (k petit), le terme gravitationnel domine ; à petite longueur d'onde (k grand), le terme capillaire domine ; ils ont le même ordre de grandeur si la longueur d'onde 2π/k est égale à la longueur capillaire λ = γ/ρg, soit pour des fréquences de l'ordre de 100 Hz. Expérimentalement, on peut, en utilisant la diffusion inélastique de la lumière par la surface, mesurer la relation de dispersion des ondes capillaires thermiquement excitées. On a ainsi une mesure non perturbatrice de la tension de surface γ.

Le mouvement de la surface entraîne le liquide sur une épaisseur de l'ordre de k-1. La relation de dispersion précédente n'est donc applicable que si l'épaisseur du liquide h vérifie la relation kh > 1. Dans la limite opposée, il faut la modifier (approximation d'eau peu profonde). Dans le cas où le facteur gravitationnel domine le facteur capillaire, l'onde se propage alors à la vitesse constante gh. Si l'amplitude de l'onde n'est pas petite, dans un régime non linéaire, il peut y avoir propagation de solitons. Ces déformations localisées se propagent sans se déformer.

Vibrations dans [...]

1 2 3 4 5

pour nos abonnés,
l’article se compose de 10 pages




Écrit par :

Classification


Autres références

«  SURFACE PHÉNOMÈNES DE  » est également traité dans :

ADSORPTION

  • Écrit par 
  • Xavier DUVAL
  •  • 4 807 mots
  •  • 2 médias

L'adsorption est le phénomène qui consiste en l'accumulation d'une substance à l'interface entre deux phases (gaz-solide, gaz-liquide, liquide-solide, liquide-liquide, solide-solide). Il a son origine dans les forces d'attraction intermoléculaires, de nature et d'intensité variées, qui sont responsables de la cohésion des phases condensées, liquid […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/adsorption/#i_27394

AUGER PIERRE VICTOR (1899-1993)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 687 mots

Fils d'un universitaire — son père, Victor Auger, était professeur de chimie à la Sorbonne —, le physicien Pierre Auger sut faire succéder à une brillante carrière de chercheur une intense activité de direction scientifique et administrative dont les fruits sont aujourd'hui internationalement reconnus. Après de brillantes études à l'École normale s […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pierre-victor-auger/#i_27394

CATALYSE - Généralités

  • Écrit par 
  • Henri Jean-Marie DOU, 
  • Jean-Eugène GERMAIN
  •  • 8 404 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre «  Catalyse hétérogène »  : […] L' action d'un solide qui reste en apparence inaltéré sur la vitesse des réactions chimiques dans un gaz ou un liquide à son contact est restée longtemps inexplicable et hétérogène. C'est pourquoi la catalyse hétérogène, ou catalyse de contact, a été pendant longtemps traitée indépendamment de la catalyse homogène. L'ignorance de la nature physicoc […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/catalyse-generalites/#i_27394

CHIMIE - La chimie aujourd'hui

  • Écrit par 
  • Pierre LASZLO
  •  • 10 831 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Science des surfaces »  : […] La chimie du solide, antichambre de la physique du solide, préparait des matériaux prometteurs pour leurs propriétés électriques (conduction, semiconduction), magnétiques, d'élasticité, de plasticité, etc. Ce rôle ancillaire lui vaut de perdurer davantage comme technologie que comme science. Est venue la remplacer une nouvelle science, celle des s […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chimie-la-chimie-aujourd-hui/#i_27394

COLLAGE, physique

  • Écrit par 
  • Jacques COGNARD
  •  • 6 456 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Le traitement de surface »  : […] Les progrès dans la fiabilité des collages sont dus à la mise en œuvre de traitements de surface adaptés à chaque substrat. Le traitement de surface doit faciliter l'ancrage de l'adhésif et protéger la surface de la corrosion. Comme les conditions d'ancrage ne sont pas connues, le traitement de surface relève du savoir-faire. Les métaux ont des én […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/collage-physique/#i_27394

CORROSION

  • Écrit par 
  • Gérard BERANGER, 
  • Jean TALBOT
  •  • 5 140 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Processus de l'oxydation »  : […] Lorsqu' un métal est placé dans une atmosphère gazeuse, il y a adsorption du gaz à la surface selon un mode qui varie avec les conditions : aux basses températures, il y a adsorption physique, caractérisée par la fixation d'oxygène moléculaire grâce aux forces de Van der Waals ; l'adsorption chimique, qui se produit aux températures intermédiaires […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/corrosion/#i_27394

DÉTERGENTS

  • Écrit par 
  • Louis HO TAN TAÏ, 
  • Véronique NARDELLO-RATAJ
  •  • 3 505 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Aspects physico-chimiques »  : […] Les tensioactifs sont des molécules amphiphiles, constituées d'une queue hydrophobe et d'une tête polaire hydrophile. Cette structure chimique leur confère une grande activité aux interfaces où ils ont tendance à s'adsorber. À la surface, les molécules sont soumises à un champ de forces asymétrique dont la résultante tend à les déplacer vers l'i […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/detergents/#i_27394

ERTL GERHARD (1936- )

  • Écrit par 
  • Pierre LASZLO
  •  • 373 mots

Chimiste allemand. Gerhard Ertl a reçu le prix Nobel de chimie en 2007 « pour ses études des processus chimiques sur des surfaces solides ». Né le 10 octobre 1936 à Bad Cannstadt (aujourd'hui dans Stuttgart), il commença des études de physique à Stuttgart en 1955. Sous la supervision de Hans Gerischer, il y accomplit un travail de diplôme (1961), […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/gerhard-ertl/#i_27394

FROTTEMENT

  • Écrit par 
  • Jacques-Jean CAUBET, 
  • Jean POLTI
  •  • 3 374 mots
  •  • 4 médias

Le frottement désigne les phénomènes qui naissent dans les zones superficielles de deux corps appuyant l'un sur l'autre en se déplaçant l'un par rapport à l'autre . On dit de deux surfaces matérielles qu'elles « frottent correctement », dans une liaison mécanique, lorsque leur déplacement relatif n'entraîne ni usure exagérée ni modification des st […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/frottement/#i_27394

INTERFACES

  • Écrit par 
  • Simone BOUQUET, 
  • Jean-Paul LANGERON
  •  • 8 284 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Définition thermodynamique »  : […] La définition thermodynamique de l'interface a été souvent sujette à controverses. J. W. Gibbs l'a considérée comme une surface de division sans épaisseur, une surface mathématique, alors que J. D. Van der Walls et H. Bakker lui ont attribué une épaisseur faible mais finie. E. A. Guggenheim a introduit le concept de « phase superficielle », traitan […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interfaces/#i_27394

LOTUS EFFET, physique

  • Écrit par 
  • David QUÉRÉ
  •  • 872 mots

Le lotus est une plante orientale dont les larges feuilles ont la propriété spectaculaire d'être très peu mouillées par l' eau. Que l'on jette une poignée de gouttes sur ces feuilles, et on verra autant de billes qui roulent sans la moindre friction apparente, et disparaissent très vite de la surface de la feuille. Et si c'est du miel que l'on dépo […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-lotus-physique/#i_27394

MATIÈRE (physique) - État liquide

  • Écrit par 
  • Jean-Louis RIVAIL
  •  • 3 245 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « La tension superficielle des liquides et la capillarité »  : […] De nombreux phénomènes de la vie courante montrent qu'il faut dépenser de l'énergie pour augmenter la surface libre d'un liquide. On nomme tension superficielle le facteur de proportionnalité γ (tabl. 2) qui relie le travail dépensé à l'accroissement de la surface. Ainsi, c'est la tension superficielle qui fait que la goutte qui se forme à l'extré […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-etat-liquide/#i_27394

MICROBIOLOGIE

  • Écrit par 
  • Corinne DOREL, 
  • Philippe LEJEUNE, 
  • Jean-Michel PANOFF
  •  • 3 880 mots
  •  • 10 médias

Dans le chapitre « Biofilms »  : […] Dans la nature, les biofilms sont des populations de micro-organismes intimement associées à des surfaces vivantes ou minérales par l'intermédiaire d'une substance muqueuse composée d'eau et de polymères biologiques (sucres, protéines, ADN, acides humiques). Ils sont présents partout : sur le tronc des arbres ou les galets du fond d'une rivière, m […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microbiologie/#i_27394

MOUILLAGE

  • Écrit par 
  • David QUÉRÉ
  •  • 3 008 mots
  •  • 5 médias

Une situation de mouillage se produit lorsque trois milieux distincts se rencontrent : de l'eau sur un solide entouré d'air, une bulle sur un matériau immergé, ou de l'huile contre de l'eau dans les pores d'une roche pétrolifère. Le comportement des gouttes peut être très varié, allant de situations où le liquide épouse la surface de son support à […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mouillage/#i_27394

QUASI-CRISTAUX

  • Écrit par 
  • Marc AUDIER, 
  • Michel DUNEAU
  •  • 3 079 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Propriétés physiques des quasi-cristaux »  : […] Les études des propriétés physico-chimiques des quasi-cristaux ont pris un réel essor avec la fabrication de mono-quasi-cristaux de grande taille par des techniques de croissance cristallines standard (croissance de types Bridgman et Czochralsky). Des mono-quasi-cristaux icosaédriques de plusieurs centimètres ont été obtenus dans le système alumin […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/quasi-cristaux/#i_27394

VIDE TECHNIQUE DU

  • Écrit par 
  • Pierre AILLOUD
  •  • 6 487 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Lois générales de l'état raréfié »  : […] Lorsque N molécules de gaz parfait sont enfermées dans un réservoir de volume V , la pression p est donnée par l'équation d'état pV  =  NkT , avec p exprimé en pascals (Pa), V en mètres cubes (m 3 ) et T , la température, en kelvins (K) ; k est la constante de Boltzmann et vaut 1,38 × 10 −23  JK −1 . L'équation ci-dessus est d'autant mieux vér […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/technique-du-vide/#i_27394

Voir aussi

Pour citer l’article

Jean-François JOANNY, Jean SUZANNE, « SURFACE PHÉNOMÈNES DE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 janvier 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/phenomenes-de-surface/