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I-09 L’EFFET DOPPLER

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Academic year: 2022

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I-09 L’EFFET DOPPLER

(2)

1. Effet Doppler : Phénomène sonore

Enregistrement du son d’un klaxon d’une Kangoo sur la rocade de Nantes

Pourquoi la fréquence du son semble-t-elle varier ?

(3)

Source : Unisciel

quand la source sonore s’approche, le son perçu est plus aigu.

quand la source sonore s’éloigne, le son perçu est plus grave.

https://www.canal-u.tv/video/tele2sciences/effet_doppler_avec_un_diapason.12544

(4)

2. Période émise et période reçue

Le récepteur perçoit un son dont les deux périodes successives sont espacées de Tr = t4 - t2

C’est-à-dire Tr = Te (1 – v/c) < Te , donc de fréquence fr perçue plus élevée que celle émise fe : le son paraît alors plus aigu

Emission de la 1ère période à t1 = 0

D - vxTe Emission à t3 = Te

Réception à t2 = D/c

Réception à t4 = Te + (D – vxTe)/c

Source en mouvement à la vitesse v

Observateur immobile D

(5)

3. Visualisation des ondes

Lorsque la source s’approche du récepteur,

on observe le rapprochement des zones de compression

http://www.ostralo.net/3_animations/swf/doppler.swf

(6)

Remarque : le même phénomène est observé si le récepteur s’approche de la source immobile

http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Ondes/son/doppler.html

(7)

4. Décalage Doppler à faible vitesse

Si la vitesse de déplacement de la source sonore est faible par rapport à la célérité c de l'onde, la relation entre f

r

, la fréquence du son perçue et f

e

est plus simple et s'écrit :

quand la source s'approche du récepteur

quand la source s'éloigne du récepteur

Le décalage Doppler est noté δf = f

r

– f

e

Le décalage en fréquence dépend

de la vitesse de la source

(8)

5. Effet Doppler : propriétés des ondes

L’effet Doppler est une propriétés des ondes et peut donc s’appliquer à toutes les ondes dans tous les milieux.

En astronomie, on observe un décalage de fréquence des raies sur les spectres d’absorption des étoiles ou Galaxies en mouvement par rapport à la Terre

(9)

4. Applications

• Radar routier :

ondes électromagnétiques.

• Echo Doppler (flux sanguin) : ultrasons

• Analyse spectrale (effet

Doppler-Fizeau, Redshift) : ondes électromagnétiques

Dans tous les cas, le décalage de fréquence permet de

déterminer la vitesse relative de la source.

(10)

Exercices pages 63…

• n°13 effectuer et justifier un calcul

• n°22 radar

• n°23 décalage en fréquence

Références

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