QCM : Effet Doppler et applications (14 questions)

Question 1

1. Lorsqu’une perturbation se propage d’une source vers un récepteur, que transporte une onde ?

De la matière qui crée de l’énergie

De l’énergie et de la matière ensemble

De l’énergie, sans transport de matière

De la matière, sans transport d’énergie

Explication

Une onde propage une perturbation et transporte de l’énergie de la source au récepteur, sans transporter de matière. L’option « matière » confond propagation et déplacement du milieu, tandis que « énergie et matière » attribue à l’onde un transport de matière.

Answer

De l’énergie, sans transport de matière

Question 2

2. Un signal périodique est représenté par une sinusoïde ; quelles grandeurs décrivent ses périodicités temporelle et spatiale, et dans quelles unités s’expriment-elles ?

La période

T

en secondes et la célérité en mètres

La période

T

en secondes et la longueur d’onde

\lambda

en mètres

La fréquence en secondes et la longueur d’onde

\lambda

en mètres

La période

T

en mètres et la longueur d’onde

\lambda

en secondes

Explication

La période temporelle $T$ s’exprime en secondes et la longueur d’onde $\lambda$ en mètres. L’option qui échange ces unités les inverse, celle qui propose la fréquence confond fréquence et période, et celle qui cite la célérité substitue une vitesse à la périodicité spatiale.

Answer

La période $$T$$ en secondes et la longueur d’onde $$\lambda$$ en mètres

Question 3

3. Une source en mouvement par rapport à un récepteur lui fait parvenir une fréquence différente de celle qu’elle émet ; quel phénomène décrit cette différence ?

La fréquence reçue

La période temporelle

L’amplitude de l’onde

L’effet Doppler

Explication

L’effet Doppler désigne le décalage entre fréquence reçue et fréquence émise lorsque la source est en mouvement par rapport au récepteur. « Fréquence reçue » nomme une grandeur, « amplitude » une autre caractéristique de l’onde, et le mouvement du récepteur seul ne correspond pas à la situation définie ici.

Answer

L’effet Doppler

Question 4

4. Une source émet à $740\,\text{Hz}$ et un récepteur mesure $710\,\text{Hz}$ . Quelle valeur obtient-on pour le décalage défini par $\Delta f=f_R-f_E$ ?

1450\,\text{Hz}

+30\,\text{Hz}

30\,\text{Hz}

-30\,\text{Hz}

Explication

En appliquant $\Delta f=f_R-f_E$ , on calcule $710-740=-30\,\text{Hz}$ . Le signe positif vient de l’inversion de la soustraction, la valeur positive sans signe explicite traduit une différence prise en valeur absolue, et $1450\,\text{Hz}$ provient d’une addition.

Answer

$$-30\,\text{Hz}$$

Question 5

5. Une source sonore se rapproche d’un récepteur fixe ; quelle évolution celui-ci observe-t-il pour les fronts d’onde et la fréquence reçue ?

Les fronts gardent leur espacement et la fréquence reste égale

Les fronts se compriment et la fréquence reçue augmente

Les fronts se compriment et la fréquence reçue diminue

Les fronts s’espacent et la fréquence reçue diminue

Explication

Quand la source se rapproche du récepteur fixe, les fronts d’onde sont comprimés ; la longueur d’onde reçue diminue et la fréquence augmente. L’espacement accru correspond à l’éloignement, la fréquence diminuée inverse le lien entre longueur d’onde et fréquence, et l’espacement inchangé correspond à une source immobile.

Answer

Les fronts se compriment et la fréquence reçue augmente

Question 6

6. Une source se déplace en s’éloignant d’un récepteur fixe ; quel changement caractérise l’onde reçue ?

Les fronts s’espacent et la fréquence reçue diminue

L’espacement et la fréquence reçue restent inchangés

Les fronts se compriment et la fréquence reçue augmente

Les fronts s’espacent et la fréquence reçue augmente

Explication

Quand la source s’éloigne, les fronts d’onde reçus sont plus espacés, la longueur d’onde augmente et la fréquence reçue diminue. La compression et la fréquence accrue caractérisent le rapprochement, tandis qu’un espacement inchangé correspond à l’absence de mouvement relatif.

Answer

Les fronts s’espacent et la fréquence reçue diminue

Question 7

7. Une ambulance passe devant un récepteur fixe : que constate-t-on sur le son pendant qu’elle s’approche, puis après qu’elle s’est éloignée ?

Le son paraît plus grave dans les deux phases du déplacement.

Le son paraît plus aigu dans les deux phases du déplacement.

Le son paraît plus grave à l’approche, puis plus aigu à l’éloignement.

Le son paraît plus aigu à l’approche, puis plus grave à l’éloignement.

Explication

À l’approche, la fréquence reçue dépasse la fréquence émise, ce qui rend le son plus aigu ; à l’éloignement, elle est plus faible et le son paraît plus grave. L’inversion approche-éloignement inverse ces effets, tandis que l’intensité ne décrit pas cette variation de hauteur.

Answer

Le son paraît plus aigu à l’approche, puis plus grave à l’éloignement.

Question 8

8. Quel milieu est nécessaire à la propagation d’une onde sonore ?

Un vide matériel, sans matière entre source et récepteur.

Une source sonore, comme une enceinte ou une sirène.

Un champ électromagnétique, comme pour la lumière.

Un milieu matériel, comme l’air ou l’eau.

Explication

Une onde sonore est une onde mécanique progressive et a besoin d’un milieu matériel, par exemple l’air ou l’eau, pour se propager. Le champ électromagnétique caractérise plutôt la propagation de la lumière, et une source n’est pas le milieu de propagation.

Answer

Un milieu matériel, comme l’air ou l’eau.

Question 9

9. Une source sonore se rapproche d’un récepteur fixe à vitesse constante $v$ , avec une période d’émission $T_E$ et une célérité du son $c$ . Quelle période sépare les signaux reçus ?

T_R=T_E\left(1-\frac{v}{c}\right)

T_R=T_E

T_R=T_E\left(1+\frac{v}{c}\right)

T_R=T_E\frac{v}{c}

Explication

Pour une source qui se rapproche, les signaux reçus sont rapprochés dans le temps et $T_R=T_E\left(1-\frac{v}{c}\right)$ . Le signe plus correspond à l’effet opposé, le rapport seul omet la période d’émission, et $T_E$ ne tient pas compte du déplacement.

Answer

$$T_R=T_E\left(1-\frac{v}{c}\right)$$

Question 10

10. Une source sonore se rapproche d’un récepteur fixe à vitesse $v$ ; la célérité du son est $c$ et la fréquence émise est $f_E$ . Quelle expression donne la fréquence reçue ?

f_R=f_E\frac{c}{c-v}

f_R=f_E\frac{c-v}{c}

f_R=f_E\frac{c}{c+v}

f_R=T_E\frac{c}{c-v}

Explication

Pour une source en rapprochement, la fréquence reçue est $f_R=f_E\frac{c}{c-v}$ : le dénominateur réduit rend la fréquence reçue supérieure à la fréquence émise. Le signe plus correspond à l’éloignement, le rapport inversé inverse l’effet, et $T_E$ désigne une période plutôt qu’une fréquence.

Answer

$$f_R=f_E\frac{c}{c-v}$$

Question 11

11. Une étoile se rapproche de la Terre : quel changement observe-t-on dans ses raies d’absorption ?

Elles restent à la même position, mais deviennent plus intenses.

Elles se décalent vers le rouge, à des longueurs d’onde plus longues.

Elles se décalent vers le bleu, à des longueurs d’onde plus longues.

Elles se décalent vers le bleu, à des longueurs d’onde plus courtes.

Explication

Le rapprochement augmente la fréquence reçue et raccourcit la longueur d’onde, ce qui décale les raies vers le bleu. Le rouge correspond à l’éloignement, une longueur d’onde plus grande inverse la relation avec la fréquence, et l’intensité ne décrit pas ce décalage.

Answer

Elles se décalent vers le bleu, à des longueurs d’onde plus courtes.

Question 12

12. Les raies d’absorption d’une étoile sont décalées vers le rouge : quel mouvement de l’étoile par rapport à la Terre cela indique-t-il ?

Elle s’éloigne, avec une fréquence reçue plus élevée et une longueur d’onde plus courte.

Elle s’éloigne, avec une fréquence reçue plus faible et une longueur d’onde plus grande.

Elle s’approche, avec une fréquence reçue plus faible et une longueur d’onde plus grande.

Elle se déplace transversalement, sans changement de fréquence ni de longueur d’onde.

Explication

L’éloignement étire les ondes lumineuses : la fréquence reçue diminue, la longueur d’onde augmente et les raies se décalent vers le rouge. L’approche correspond au bleu, tandis que fréquence élevée et longueur d’onde courte décrivent le cas opposé.

Answer

Elle s’éloigne, avec une fréquence reçue plus faible et une longueur d’onde plus grande.

Question 13

13. Un radar routier veut déterminer la vitesse d’un véhicule : quelle opération lui fournit l’information nécessaire ?

Mesurer le décalage de fréquence de l’onde réfléchie par les globules rouges.

Mesurer le décalage de fréquence de l’onde réfléchie par le véhicule.

Mesurer le décalage de fréquence de l’onde transmise sans réflexion.

Mesurer le temps de retour de l’onde réfléchie pour établir la vitesse.

Explication

Le radar envoie une onde, qui est réfléchie par le véhicule, puis utilise le décalage de fréquence pour calculer sa vitesse. Le temps de retour sert à une autre mesure, et l’étude des globules rouges relève de l’échographie Doppler.

Answer

Mesurer le décalage de fréquence de l’onde réfléchie par le véhicule.

Question 14

14. Pour estimer la vitesse du sang et repérer un trouble circulatoire, que mesure une échographie Doppler ?

Le décalage de fréquence des ultrasons réfléchis par la paroi des vaisseaux.

Le décalage de fréquence des ultrasons réfléchis par les globules rouges.

Le décalage de fréquence d’une onde réfléchie par un véhicule en mouvement.

Le décalage de longueur d’onde de la lumière renvoyée par les globules rouges.

Explication

L’échographie Doppler envoie des ultrasons et mesure le décalage de fréquence de l’onde réfléchie par les globules rouges afin d’estimer la vitesse du sang et de détecter des troubles circulatoires. La paroi des vaisseaux n’est pas la cible précisée, le véhicule relève du radar routier et la lumière ne correspond pas à la méthode décrite.

Answer

Le décalage de fréquence des ultrasons réfléchis par les globules rouges.

QCM : Effet Doppler et applications (14 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Lorsqu’une perturbation se propage d’une source vers un récepteur, que transporte une onde ?

2. Un signal périodique est représenté par une sinusoïde ; quelles grandeurs décrivent ses périodicités temporelle et spatiale, et dans quelles unités s’expriment-elles ?

3. Une source en mouvement par rapport à un récepteur lui fait parvenir une fréquence différente de celle qu’elle émet ; quel phénomène décrit cette différence ?

4. Une source émet à $740\,\text{Hz}$ et un récepteur mesure $710\,\text{Hz}$ . Quelle valeur obtient-on pour le décalage défini par $\Delta f=f_R-f_E$ ?

5. Une source sonore se rapproche d’un récepteur fixe ; quelle évolution celui-ci observe-t-il pour les fronts d’onde et la fréquence reçue ?

6. Une source se déplace en s’éloignant d’un récepteur fixe ; quel changement caractérise l’onde reçue ?

7. Une ambulance passe devant un récepteur fixe : que constate-t-on sur le son pendant qu’elle s’approche, puis après qu’elle s’est éloignée ?

8. Quel milieu est nécessaire à la propagation d’une onde sonore ?

9. Une source sonore se rapproche d’un récepteur fixe à vitesse constante $v$ , avec une période d’émission $T_E$ et une célérité du son $c$ . Quelle période sépare les signaux reçus ?

10. Une source sonore se rapproche d’un récepteur fixe à vitesse $v$ ; la célérité du son est $c$ et la fréquence émise est $f_E$ . Quelle expression donne la fréquence reçue ?

11. Une étoile se rapproche de la Terre : quel changement observe-t-on dans ses raies d’absorption ?

12. Les raies d’absorption d’une étoile sont décalées vers le rouge : quel mouvement de l’étoile par rapport à la Terre cela indique-t-il ?

13. Un radar routier veut déterminer la vitesse d’un véhicule : quelle opération lui fournit l’information nécessaire ?

14. Pour estimer la vitesse du sang et repérer un trouble circulatoire, que mesure une échographie Doppler ?

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1. Lorsqu’une perturbation se propage d’une source vers un récepteur, que transporte une onde ?

2. Un signal périodique est représenté par une sinusoïde ; quelles grandeurs décrivent ses périodicités temporelle et spatiale, et dans quelles unités s’expriment-elles ?

3. Une source en mouvement par rapport à un récepteur lui fait parvenir une fréquence différente de celle qu’elle émet ; quel phénomène décrit cette différence ?

4. Une source émet à 740 Hz740\,\text{Hz}740Hz et un récepteur mesure 710 Hz710\,\text{Hz}710Hz. Quelle valeur obtient-on pour le décalage défini par Δf=fR−fE\Delta f=f_R-f_EΔf=fR​−fE​ ?

5. Une source sonore se rapproche d’un récepteur fixe ; quelle évolution celui-ci observe-t-il pour les fronts d’onde et la fréquence reçue ?

6. Une source se déplace en s’éloignant d’un récepteur fixe ; quel changement caractérise l’onde reçue ?

7. Une ambulance passe devant un récepteur fixe : que constate-t-on sur le son pendant qu’elle s’approche, puis après qu’elle s’est éloignée ?

8. Quel milieu est nécessaire à la propagation d’une onde sonore ?

9. Une source sonore se rapproche d’un récepteur fixe à vitesse constante vvv, avec une période d’émission TET_ETE​ et une célérité du son ccc. Quelle période sépare les signaux reçus ?

10. Une source sonore se rapproche d’un récepteur fixe à vitesse vvv ; la célérité du son est ccc et la fréquence émise est fEf_EfE​. Quelle expression donne la fréquence reçue ?

11. Une étoile se rapproche de la Terre : quel changement observe-t-on dans ses raies d’absorption ?

12. Les raies d’absorption d’une étoile sont décalées vers le rouge : quel mouvement de l’étoile par rapport à la Terre cela indique-t-il ?

13. Un radar routier veut déterminer la vitesse d’un véhicule : quelle opération lui fournit l’information nécessaire ?

14. Pour estimer la vitesse du sang et repérer un trouble circulatoire, que mesure une échographie Doppler ?

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9. Une source sonore se rapproche d’un récepteur fixe à vitesse constante $v$ , avec une période d’émission $T_E$ et une célérité du son $c$ . Quelle période sépare les signaux reçus ?

10. Une source sonore se rapproche d’un récepteur fixe à vitesse $v$ ; la célérité du son est $c$ et la fréquence émise est $f_E$ . Quelle expression donne la fréquence reçue ?