La sirène d’une ambulance paraît plus aiguë quand elle approche : c’est l’effet Doppler.
www.ndolomath.comFiche de révision de Physique : « L’effet Doppler », proposée par ndolomath.comndolomath
L’effet Doppler
💡 Idée principale : quand une source et un observateur se rapprochent, la fréquence perçue augmente ; quand ils s’éloignent, elle diminue. C’est l’effet Doppler.
Étapes résumées
Source qui approche : son plus aigu.
Source qui s’éloigne : son plus grave.
Source mobile, observateur fixe : .
Applications : radars, échographie Doppler, astronomie (décalage vers le rouge).
Le phénomène
Rapprochement
Les ondes sont « tassées » : λ diminue, f augmente.
≠
Éloignement
Les ondes sont « étirées » : λ augmente, f diminue.
1. Source en mouvement
vcélérité de l’ondevitesse de la source
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2. Comprendre le décalage
Quand la source s’approche, chaque nouvelle onde est émise un peu plus près de toi : les crêtes arrivent plus serrées, la fréquence reçue augmente et le son paraît plus aigu. Quand la source s’éloigne, les crêtes sont plus espacées : le son paraît plus grave. La source, elle, émet toujours la même fréquence.
Applications
Exemple guidé
Une ambulance émet un son de 700 Hz et roule à 20 m/s vers toi (v = 340 m/s). Quelle fréquence entends-tu ?
Solution : .
Radar routier
Mesure la vitesse des véhicules.
Échographie Doppler
Mesure la vitesse du sang.
Astronomie
Les galaxies qui s’éloignent ont un spectre décalé vers le rouge.
Météo
Radars Doppler pour suivre les orages.
Calculer une vitesse
3. Source en mouvement, observateur fixe
−la source se rapproche+la source s’éloignevcélérité du son ≈ 340 m/s
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Exercice type
Énoncé
Une ambulance émet un son de 700 Hz. Un piéton immobile perçoit 760 Hz quand elle s’approche. Vitesse de l’ambulance ?
Solution
, donc . , soit environ 97 km/h.
À toi de jouer
1. Une source s’éloigne : le son est-il plus aigu ?
2. Que signifie un décalage vers le rouge ?
3. f = 1000 Hz, vS = 34 m/s en approche, v = 340 m/s : f′ ?
Réponses : non, plus grave · la source s’éloigne · environ 1111 Hz. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
Erreurs fréquentes
La fréquence émise par la source ne change pas : c’est la fréquence perçue.
Le signe dépend du sens du mouvement.
L’effet existe aussi pour la lumière.
Méthode
Repère si la source approche ou s’éloigne, choisis le signe, puis calcule f′.
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