Effet Doppler
Principe:
On considère une source
sonore mobile S se déplaçant à la vitesse uniforme Vs émettant un son de fréquence f et un observateur
O se déplaçant à la vitesse uniforme Vo.
Soit qs l'angle entre SO et Vs et qo
l'angle entre OS et Vo. Pour des vitesses non relativiste , la fréquence perçue f ' est donnée en fonction de la
fréquence f émise par la relation :
Dans cette relation, c est la vitesse de l'onde dans le milieu.
On considère un observateur immobile sur le bord d'une route qui écoute
l'avertisseur sonore d'un véhicule qui s'approche puis s'éloigne de lui avec une vitesse V.
Initialement, il perçoit un son de fréquence f ' = f.c/(c - V) donc plus aigu que f.
Quand le véhicule est à son niveau, il entend un son de fréquence f
(pas d'effet transversal) et enfin un son dont la fréquence tend vers f '' = f.c/(c + V)
(plus grave) quand la source s'éloigne.
L'applet :
La source (point rouge) se déplace avec une vitesse constante ajustable avec le curseur rouge.
A des intervalles de temps égaux, cette source émet une onde sphérique qui se propage
avec la vitesse c = 340 m/s. (Les cercles d'onde en bleu ont été émis lorsque la source
occupait une position représentée en bleu).
Quand la source se rapproche de l'observateur (point vert), les fronts d'onde sont plus resserrés que si la source était immobile
: la longueur d'onde diminue, la fréquence augmente et l'observateur
perçoit un son plus aigu. C'est le contraire qui se produit quand la source s'éloigne.
Quand la vitesse du mobile atteint celle de l'onde, il y a une concentration de l'énergie vibratoire
sur le mobile qui provoque des phénomènes non linéaires complexes. (mur du son)
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