1. Une onde se propage à et sa longueur d’onde vaut . Quelle est sa fréquence ?
$$80\,\text{Hz}$$
Explication
La relation est ; ici, . Le produit donne , le rapport inversé donne , et reprend la longueur d’onde comme fréquence.
$$80\,\text{Hz}$$
Explication
La relation est ; ici, . Le produit donne , le rapport inversé donne , et reprend la longueur d’onde comme fréquence.
Le son aigu
Explication
Un son aigu a une fréquence supérieure à celle d’un son grave. Associer la fréquence élevée au son grave inverse cette distinction, la grande longueur d’onde n’indique pas une fréquence plus élevée, et le milieu commun n’impose pas des fréquences identiques.
L’effet Doppler
Explication
L’effet Doppler correspond à une fréquence perçue différente de la fréquence émise lorsque l’émetteur et le récepteur sont en mouvement l’un par rapport à l’autre, pour une onde mécanique ou électromagnétique. Une modification de l’émission, la restriction aux ondes mécaniques ou un changement de célérité ne définissent pas ce phénomène.
C. Buys-Ballot
Explication
C. Buys-Ballot a confirmé expérimentalement l’effet Doppler en 1845 ; C. Doppler l’avait prévu en 1842. Hubble est associé à l’expansion de l’Univers, tandis que C. Fizeau n’est pas l’auteur de cette confirmation expérimentale.
La variation de la fréquence perçue lorsque la source et l’observateur se déplacent l’un par rapport à l’autre
Explication
L’effet Doppler correspond à une différence entre la fréquence émise et celle que perçoit l’observateur en raison du mouvement relatif entre la source et le récepteur. Une variation d’intensité liée à la distance ne définit pas cet effet.
$$|\Delta f| = 2 \times \frac{v}{v_{onde}} \times f_{emise}$$
Explication
La réflexion sur l’objet en mouvement produit un facteur deux dans la relation, d’où . La formule sans facteur deux ne tient pas compte du décalage associé à la réflexion.
À déterminer la vitesse de l’émetteur par rapport au récepteur
Explication
La différence entre fréquence émise et fréquence perçue permet notamment d’estimer la vitesse relative de l’émetteur et du récepteur. Elle ne donne pas directement la distance qui les sépare.
En 1929, à partir notamment de l’observation de galaxies lointaines qui s’éloignent de la Terre.
Explication
L’observation du décalage spectral d’étoiles dans des galaxies lointaines a contribué à l’idée d’expansion de l’Univers, associée à la loi de Hubble de 1929. Les dates de 1842 et 1845 concernent respectivement la prédiction et la confirmation expérimentale de l’effet Doppler.
La même fréquence que celle émise par la voiture.
Explication
À l’arrêt, la voiture et l’observateur ne sont pas en mouvement relatif, et l’observateur perçoit la fréquence émise. Une fréquence plus élevée ou plus faible correspondrait à un changement de fréquence perçue lié au mouvement relatif.
La célérité divisée par la longueur d’onde.
Explication
La fréquence est égale à la célérité de l’onde divisée par sa longueur d’onde. Multiplier ces deux grandeurs ne donne pas la fréquence.
Les fronts d’onde se resserrent, ce qui diminue la longueur d’onde perçue.
Explication
L’approche de la source resserre les fronts d’onde et réduit la longueur d’onde perçue, ce qui s’accompagne d’une fréquence plus élevée. Lorsqu’ils s’écartent, la longueur d’onde augmente et la fréquence perçue diminue.
Mémorisez les réponses avec 10 flashcards sur L’effet Doppler.
Comment s’exprime la fréquence en fonction de la célérité et de la longueur d’onde ?
Qu’est-ce que l’effet Doppler ?
La variation de fréquence perçue d’une onde lorsque l’émetteur et le récepteur sont en déplacement relatif.
Quelle distance la longueur d’onde λ représente-t-elle ?
La distance entre deux ondulations successives.
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