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