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Sujet guidé

L'effet Doppler-Fizeau

Partie 1 - Approche d’un camion de pompiers : vitesses de propagation

En 1842, Christian Doppler montre que la fréquence du son reçu change lorsque l’émetteur s’éloigne (ou s’approche) du récepteur. En 1848, c’est au tour d’Hippolyte Fizeau de mettre en évidence le même phénomène dans le cas de la lumière. On appelle donc ce phénomène l’effet Doppler-Fizeau. Cet effet a de multiples applications : radars de contrôle routier, météorologie, imagerie médicale, etc.

Aide à la résolution

1. Quelle est la relation entre la vitesse, la distance et la durée ? Aide-toi de l’unité de la vitesse.
2. Rappel : 1 h = 60 min = 3 600 s.
3. Attention en utilisant la formule, détermine bien quelle grandeur physique on souhaite calculer.
Les sirènes des véhicules prioritaires sont des avertisseurs sonores à deux tons, c’est-à-dire que deux notes de hauteurs différentes sont jouées par la sirène. Les notes varient en fonction du véhicule : police (ré-la), gendarmerie (ré-si), SAMU (fa-la) et les pompiers (si (488 Hz) et la (435 Hz)). La hauteur d’un son correspond à sa fréquence mesurée en hertz. Plus la fréquence du son est grande, plus le son est aigu. Plus elle est petite, plus le son est grave.
Doc. 3
Avertisseurs sonores des véhicules d’urgence.

Aide à la résolution

1. Bien lire les documents est essentiel pour choisir la bonne information et ne pas te tromper. Les titres des graphiques sont aussi importants.
2. La lecture des coordonnées d'un point de la courbe permet d'associer la vitesse du véhicule à la fréquence perçue. Il faut bien distinguer le cas de lecture (approche ou éloignement du camion) et travailler avec la courbe correspondante.
3. Dans l’introduction du sujet, il est précisé que les ondes électromagnétiques sont également sujettes à l’effet Doppler-Fizeau. Il existe donc des documents similaires aux doc 4 et 5 pour les ondes électromagnétiques.
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