Effet Doppler acoustique lors du déplacement relatif d'une source sonore
Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique
À retenir
• Effet Doppler : décalage fréquentiel dû au mouvement relatif source-récepteur. • Rapprochement : son plus aigu (f_R > f_E), formule f_R = f_E v_s/v_s - v_S. • Éloignement : son plus grave (f_R < f_E), formule f_R = f_E v_s/v_s + v_S. • Décalage approché pour v_S v_s : f f_E v_S/v_s. • Vitesse déduite : v_S = v_s | f|/f_E.
Le cours
1. Principe physique de l'effet Doppler acoustique L'effet Doppler est la modification de la fréquence perçue par un observateur lorsque la source de l'onde et le récepteur sont en mouvement relatif l'un par rapport à l'autre : • En rapprochement : les fronts d'onde sont comprimés dans la direction du mouvement. La longueur d'onde apparente ' diminue, la fréquence perçue f_R augmente : le son est perçu plus aigu (f_R > f_E). • En éloignement : les fronts d'onde sont étirés. La longueur d'onde apparente augmente, la fréquence perçue f_R diminue : le son est perçu plus grave (f_R 2. Formules pour une source mobile et récepteur fixe Pour une source émettrice se déplaçant à la vitesse v_S dans l'air (célérité du son v_s 340\ m·s^-1) vers un observateur immobile : f_R = f_E v_s/v_s - v_S (rapprochement) f_R = f_E v_s/v_s + v_S (éloignement) Si la vitesse de la source est faible devant celle du son (v_S v_s), le décalage fréquentiel s'approxime par : | f| = |f_R - f_E| f_E v_S/v_s. 3. Détermination de la vitesse de la source La mesure du saut de fréquence perçu au moment du passage d'un véhicule (sirène de pompier, train) permet d'en déterminer immédiatement la vitesse réelle : v_S = v_s | f|/f_E.
Dans ce chapitre
- Déphasage et ondes en phase ou en opposition de phase de classe de 1ère
- Périodicité spatiale et longueur d'onde monochromatique de classe de 1ère
- Trigonométrie élémentaire et approximation des petits angles en radian de classe de 1ère
- Phénomène de diffraction et condition d'ouverture angulaire d'une onde
- Écart angulaire de diffraction par une fente rectiligne micrométrique
- Diffraction de la lumière blanche et irisation spectrale
- Conditions d'interférence et cohérence spatio-temporelle de deux sources
- Différence de marche géométrique entre deux ondes synchrones
- Interférences constructives et destructives sur un écran
- Interfrange d'un dispositif de fentes d'Young et détermination d'une longueur d'onde
- Effet Doppler acoustique lors du déplacement relatif d'une source sonore
- Décalage fréquentiel Doppler pour les ondes électromagnétiques et radar Doppler
- Applications cinémométriques du décalage Doppler en technologie industrielle
- Bilan : Synthèse et méthode sur Propriétés ondulatoires : diffraction, interférences et effet Doppler