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Effet Doppler Au passage dun camion dincendie, lorsque le conducteur actionne lavertisseur sonore, vous avez sûrement déjà constaté que la fréquence du.

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Présentation au sujet: "Effet Doppler Au passage dun camion dincendie, lorsque le conducteur actionne lavertisseur sonore, vous avez sûrement déjà constaté que la fréquence du."— Transcription de la présentation:

1 Effet Doppler Au passage dun camion dincendie, lorsque le conducteur actionne lavertisseur sonore, vous avez sûrement déjà constaté que la fréquence du son est plus élevée lorsque le camion sapproche que lorsquil séloigne. Il sagit là dune manifestation appelée effet Doppler ; effet observable chaque fois quun mouvement relatif se produit entre un observateur et une source dondes périodiques (mécanique, électromagnétique). On désigne leffet par ce nom en hommage au physicien Christian Johann Doppler ( ) qui découvrit leffet dans le cas des ondes lumineuses. Étudions plus particulièrement le cas des ondes sonores (celui des ondes électromagnétiques nécessitant des connaissances inhérentes à la relativité restreinte).

2 Variation de la fréquence perçue Lorsquun observateur auditif O a se déplace vers une source S donde sonore qui émet à une fréquence f s, la fréquence f o perçue par celui-ci est plus grande que celle émise par la source ; cela sexplique qualitativement par le fait que lobservateur rencontre un plus grand nombre de fronts donde par seconde en se déplaçant (figure 5.6). Lorsquau contraire lobservateur séloigne de la source, la fréquence perçue par celui-ci sera inférieure à celle de la source car il rencontre moins fréquemment les fronts donde.

3 Formation des fronts donde

4 Source et observateur en mouvement Allure des fronts donde

5 Détermination de la longueur donde Pour lobservateur situé au point B à linstant t, la distance BD qui le sépare de la source est : BD = BC + CD = ut + v s t Le nombre de fronts donde émis est donné par f s t et il sétale sur une distance plus ou moins grande selon que la source S séloigne ou sapproche de lobservateur. La longueur donde que mesure alors lobservateur est :

6 Vitesse relative Londe sapproche de lobservateur avec une vitesse relative V rel et lobservateur perçoit alors le son à la fréquence f o. Ainsi, la longueur donde observée est :

7 Équation de leffet Doppler Par comparaison des équations 5.13 et 5.14, on tire la relation suivante :

8 Onde de choc Si la vitesse de la source dépasse la vitesse de londe, il se produit une onde de choc

9 Nombre de Mach La comparaison de la vitesse de la source v s à la vitesse de londe u est le nombre de Mach Ainsi, un avion qui voyage à Mach 2 voyage à deux fois la vitesse du son.


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