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CORRECTION TP N°8 EFFET DOPPLER. PARTIE 1 Leffet Doppler, cest quoi ? Quand lémetteur dune onde est en mouvement par rapport à un récepteur (ou réciproquement),

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1 CORRECTION TP N°8 EFFET DOPPLER

2 PARTIE 1 Leffet Doppler, cest quoi ? Quand lémetteur dune onde est en mouvement par rapport à un récepteur (ou réciproquement), la longueur donde de londe perçue est différente. La fréquence de londe est donc, elle aussi, différente. Quand lémetteur dune onde est en mouvement par rapport à un récepteur (ou réciproquement), la longueur donde de londe perçue est différente. La fréquence de londe est donc, elle aussi, différente. Ainsi le son que lon perçoit venant de lambulance sera plus ou moins aigu. Ainsi le son que lon perçoit venant de lambulance sera plus ou moins aigu.

3 PARTIE 2 Comment déterminer si la voiture est en infraction? - Ouvrir le fichier son du klaxon émis par la voiture à laide du logiciel audacity - Sélectionner une partie du signal dapproche. A laide des logiciels regavi et regressi, réaliser le spectre en fréquence du signal et mesurer la fréquence dapproche f A du son (on peut choisir nimporte quel harmonique) - Faire de même pour mesurer la fréquence déloignement du son f B (choisir le même harmonique!!)

4 Fréquence dapproche : f A = 437,1 Hz pour le 1 er harmonique

5 Fréquence déloignement : f B = 377,8 Hz pour le 1 er harmonique

6 Soit v = 25,2 x 3,6 = 90,7 km/h La voiture nest donc pas en infraction car sa vitesse doit être comprise entre 85 et 95 km/h

7 PARTIE 3 1. Spectre 1 Les raies dabsorption sont décalées vers la gauche, leurs longueurs donde sont donc plus petites que celles de référence. Leur fréquence est donc plus élevée, donc létoile se rapproche

8 Spectre 2 Les raies dabsorption sont décalées vers la droite, leurs longueurs donde sont donc plus grandes que celles de référence. Leur fréquence est donc plus petite, donc létoile séloigne.

9 Spectre 3 Les raies dabsorption coïncident avec celles de référence. Leur longueurs donde sont donc les mêmes que celles de référence. Leur fréquence est donc la même, donc létoile est fixe.

10 Les étoiles 1 et 2 séloignent, létoile 3 se rapproche.

11 r = 531nm r = 531nm Décalage en longueur donde : Étoile 1 : - r = = 77nm Étoile 2 : - r = = 119 nm Étoile 3 : - r = = -81 nm

12 Calculs des vitesses radiales: Etoile 1: v r = 4, m/s Etoile 2: v r = 6, m/s Etoile 3: v r = - 4, m/s

13 Détection dexoplanètes : t (jours) (nm) = - r (nm) = - r v r (m.s -1 ) ,5 1, ,60 1, ,7 2, ,6 3, ,8 4, ,0 5, ,0 6, ,0 7, ,1

14 Graphe donnant lévolution de la vitesse radiale en fonction du temps : On peut modéliser cette courbe par une sinusoïde montrant la périodicité du phénomène. La période de révolution de lexoplanète correspond à la période du phénomène donc T = 4,23 jours.

15 PARTIE 4 1. Leffet Doppler permet de calculer des vitesses en mesurant le décalage entre la fréquence de lémetteur et celle au niveau du récepteur en mouvement lun par rapport à lautre. Ce décalage est lié à la vitesse de propagation de londe et à la vitesse de lobjet mobile (émetteur ou récepteur). 2. a. Redshift signifie décalage vers le rouge en anglais, on observe alors, sur les spectres des étoiles, des raies dabsorption décalées vers les grandes longueurs donde. 2.b. Ce décalage sobserve quand les étoiles séloignent de la Terre donc quand les galaxies contenant ces étoiles séloignent les unes des autres (expansion de lUnivers).

16 2.c. Létoile 2 a une vitesse plus grande que létoile 1. La galaxie dans laquelle se trouve létoile 2 est donc plus éloignée de notre galaxie (voie lactée) que la galaxie dans laquelle se trouve létoile 1.


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