Physique 6 Ondes et effet Doppler  Chap.17

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07/02/21 Sons_Effet_Doppler_plan_de_cours_exos.docx 1/1

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Thème : Ondes et signaux Plan de cours

Physique 6 Ondes et effet Doppler  Chap.17

 Vidéo sur l’ensemble du cours : https://www.youtube.com/watch?v=-jbfQuOFTdw (Stella) – 6’41’’

Plan de cours Exercices

 Prérequis (1^ère et 2^nde) : Ondes mécaniques progressives périodiques ; Période (temporelle) T ; fréquence f (en Hz) = 1

T si T en s ;

Longueur d’onde  (en m) : distance parcourue par l’onde pendant une période T :

 = vonde  T = vonde

f

Son pur (seule le fondamental existe) ; son complexe (fondamental + harmoniques) Sons audibles par l’oreille humaine : de 20 Hz à 20 000 Hz

p.348

I. Intensité sonore, niveau d’intensité sonore et atténuation 1. Intensité sonore

 I = P

S avec I en W.m^-2; P (puissance sonore) en W et S en m².

2. Niveau d’intensité sonore

 L = 10  log

 

 

I I0

avec L en décibels (dB) ;

I0 = 1,0  10^-12 W.m^-2 seuil d’audibilité à 1000 Hz (valeur à ne pas mémoriser)

 Le niveau d’intensité sonore se mesure avec un sonomètre

 Si L est connu, I = I0  10^L/10.

 Les intensités sonores s’ajoutent par contre les niveaux sonores ne s’ajoutent pas.

3. Atténuation géométrique

 Plus on s’éloigne de la source sonore, plus le niveau d’intensité sonore diminue.

 Atténuation A (en dB) = L proche – L éloigné 4. Atténuation par absorption

 Les matériaux peuvent absorber plus ou moins le son

 Atténuation A (en dB) = L incident – L transmis

p.355 et +

Q.C.M.1 Ex. résolu n°2 Ex.4

Ex.7 Ex. 16 Ex. 18 Ex. 20 Ex. 21 Ex.25 Ex.27 Ex.29

II. L’effet Doppler 1. Description

 L’effet Doppler correspond à un décalage de la fréquence de l’onde reçue à celle de l’onde émise lorsque la source est en mouvement par rapport à l’observateur.

 Exemple : le son d’un klaxon est plus aigu quand le véhicule s’approche.

le son d’un klaxon est plus grave quand le véhicule s’éloigne 2. Expressions du décalage Doppler

 f = fR – fE = fE  v

v onde - v si l’émetteur se rapproche du récepteur.

 f = fR – fE = - fE  v

v onde - v si l’émetteur s’éloigne du récepteur.

 Le décalage Doppler est proportionnel à la vitesse v si cette vitesse est négligeable devant la vitesse de l’onde.

3. Application de l’effet Doppler

 Doppler sanguin ; échographie Doppler ; radars routiers ...

 Effet Doppler – Fizeau : mesure de la vitesse radiale des étoiles en mesurant le décalage des longueurs d’onde (redshiht ou blueshift). Détection d’exoplanètes

p.355 et + Q.C.M.2 Ex. résolu n°1 Ex.9

Ex. 11 Ex. 13 Ex. 15 Ex.17 Ex.22 Ex.23 Ex.26 Ex.27 Ex.28

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