Effet Doppler
Etude de l’onde sonore émise par une source fixe 1,25 points.
1.1.
Longueur d’onde associée
1.2.
Vidéo
L’onde sonore est longitudinale car la déformation du milieu est
parallèle à la direction de propagation.
1.3.
Vidéo
Les cercles représentent des zones de l’espace ayant la même
pression (des surfaces d’onde). Tous les points de cette surface vibrent en
phase.
1.4.
Vidéo
Sur le schéma, on mesure 12 =
Pour faire la mesure la plus précise possible, on mesure
plusieurs longueurs d’onde.
Etude de l’onde sonore émise par une source en mouvement 1
point.
2.1. De la même façon, on mesure à droite de S : D= 18/6 =
2.2. G = 48/6 =
2.3. Si diminue, la fréquence
associée a augmenté et C percevra un son plus aigu(plus la fréquence augmente
plus le son est aigu . En effet la célérité de l’onde reste constante et :
Attention dans l’expression précédente ‘f’ correspond à la
fréquence du son perçue par l’oreille humaine. La fréquence du son émise par
l’avion elle n’est pas modifiée !
2.4. Si augmente, la fréquence
associée a diminué : on percevra un son plus grave( plus la fréquence est
faible plus le son est grave) si l’avion s’éloigne de nous.
Dépassement du mur du son 1,5 point.
3.1. Vidéo
Pendant le temps t, l’avion
parcourt la distance SA : SA = v.t
L’onde parcourt la distance SO = vson.t
;
3.2.
L’avion est à plus de Mach 2.
Couleur des étoiles. 0,25 point.
1.1. Rouge : environ 700 nm.
Décalage Doppler d’une étoile. 1 point.
2.1. Quand on observe une étoile se rapprochant de la Terre, sa
longueur d’onde va diminuer, comme nous l’a montrée l’étude
précédente.
2.2. Dans le cas d’une étoile s’éloignant de la Terre, sa
longueur d’onde va augmenter.
2.3. En astronomie, on utilise souvent l’expression “décalage
vers le rouge” pour décrire l’influence du déplacement des étoiles sur la
longueur d’onde observée. Cela signifie que les astres observés s’éloignent de
nous, puisque leur longueur d’onde a augmenté
vers les valeurs maximales du spectre visible.
2.4. Les galaxies s’éloignent les unes des autres (loi
découverte par l’astronome Hubble) : leurs longueurs d’onde doivent bien
augmenter, c’est-à-dire se “décaler vers le rouge”.