La diffusion de la lumiere par les gaz : de la diffusion incoherente a la diffusion exacerbee ; application a la velocimetrie

par ANDRIY KHARCHENKO

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Dominique Grésillon.

Soutenue en 2000

à l'ECOLE POLYTECHNIQUE .

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  • Résumé

    La diffusion exacerbee de la lumiere par un gaz utilise la diffusion elastique et se produit lorsque la distribution spatiale de la densite du gaz n'est pas uniforme. Le champ electrique de cette diffusion est proportionnel a une transformee de fourier spatiale de la distribution des molecules au vecteur d'onde k, et son intensite mesure le facteur de forme s(k). Dans ce travail, on a mesure le facteur de forme s(k) dans l'ecoulement turbulent d'un jet d'air en fonction du module du vecteur d'onde k depuis les echelles des mouvements microscopiques (10 microns) jusqu'a l'echelle macroscopique de l'ecoulement (1 millimetre). Entre ces deux echelles le facteur de forme passe de la valeur unite, caracteristique du gaz parfait, jusqu'a des intensites multipliees par un facteur tres important atteignant douze ordres de grandeur. On a observe de facon continue cette transition depuis la diffusion incoherente jusqu'a la diffusion exacerbee. Lorsque la lumiere incidente est une lumiere visible, l'intensite de la diffusion exacerbee permet l'observation a l'oeil nu. L'amplitude complexe du champ electrique diffuse a ete enregistree en utilisant la detection heterodyne, et les proprietes d'analycite mathematique de ce signal ont ete etudiees en fonction de la variable temps. On utilise cette propriete d'analycite pour extraire une mesure continue de la vitesse du gaz. En outre le signal complexe contient aussi une information sur les mouvements microscopiques : on a mis en evidence cette information et on l'a utilisee pour mesurer un coefficient de diffusion moleculaire en tres bon accord avec les donnees tabulees.

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Informations

  • Détails : 143 p.
  • Annexes : 50 ref.

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  • Bibliothèque : École polytechnique. Bibliothèque Centrale.
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