féloign fapproch

(1)

DOPPLER

Situation

Basé au bord de la route, on a enregistré l’émission sonore du klaxon d’une voiture qui roule à vitesse constante en ville. A l’aide de ce document sonore, déterminer si le conducteur peut être sanctionné pour excès de vitesse (limitation : 50 km/h).

DOCUMENT 1 : OUTILS

Logiciels de traitement : ACQUISONIC ou AUDACITY. Ils permettent d’obtenir le SPECTRE du son (transformée de Fourier) : fondamental et harmoniques.

Fichiers son :

- [klaxon arret.wav] : enregistrement de l’émission sonore du klaxon de voiture à l’arrêt

- [klaxon mouv.wav] : enregistrement de l’émission sonore du klaxon de voiture qui roule à vitesse constante

DOCUMENT 2

https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Doppler

L'effet Doppler, ou effet Doppler-Fizeau, est le décalage de fréquence d’une onde (mécanique, acoustique, électromagnétique ou d'une autre nature) observé entre de fréquence d’une onde les mesures à l'émission et à la réception, lorsque la distance entre l'émetteur et le récepteur varie au cours du temps. Si on désigne de façon générale ce phénomène physique sous le nom d'effet Doppler, le nom d'« effet Doppler-Fizeau » est réservé aux ondes électromagnétiques. Cet effet est présenté par Christian Doppler en 1842 dans l'article Sur la lumière colorée des étoiles doubles et de quelques autres astres du ciel (Über das farbige Licht der Doppelsterne und einige andere Gestirne des Himmels), confirmé sur les sons par le physicien néerlandais Christoph Buys Ballot (en utilisant des musiciens jouant une note calibrée sur un train de la ligne Utrecht-Amsterdam), et est également proposé par Hippolyte Fizeau pour les ondes électromagnétiques en 1848.

DOCUMENT 3 Données sur l’effet Doppler

Par approximation affine au premier ordre, nous aboutissons à la formule reliant la vitesse du véhicule aux fréquences d’approche et fréquence d’éloignement.

Vsource =

) (

) .(

féloign fapproch

Vson





Une autre relation de proportionnalité peut être établie, reliant le décalage en fréquence f et la fréquence de la source sonore lorsque celle-ci est fixe :

Vsource =

fsource freçue fsource

Vson

( )

. 

Vsource < 0 pour l’approche et Vsource > 0 pour l’éloignement.

Dans tous les cas, la fréquence freçue, féloignement ou fapproche peut correspondre à la fondamentale ou bien aux harmoniques.

(2)

Travail à réaliser

1. Rédiger le protocole permettant de répondre à la problématique et mettre en œuvre

__________________________________________________________________________________________

2. Obtenir et exploiter les résultats sous Excel : fichier [traitement-resultats.xlsx] ; imprimer et joindre.

3. Rédiger la réponse argumentée à la situation problème avec analyse critique (sources d’erreurs…) et discussion.

__________________________________________________________________________________________