L'effet Doppler: définition, formules et autres choses à connaître

Savez-vous ce qu'est l'effet Doppler? Un exemple courant dans la vie quotidienne est lorsque nous voyons une ambulance avec sa sirène courir vers nous. De loin, on entend déjà la sirène, mais avec une fréquence sonore basse. Plus l'ambulance est proche de nous, plus la fréquence sera claire. Et plus l'ambulance est éloignée, plus la fréquence sonore diminue. Maintenant, cet événement s'appelle l'effet Doppler. Cependant, quelle est la vraie signification de cet effet Doppler?

A cette occasion, nous discuterons plus en détail de l'effet Doppler.

Comprendre l'effet Doppler

L'effet Doppler est un changement de la fréquence ou de la longueur d'onde d'une onde par rapport à un récepteur en mouvement par rapport à la source de l'onde. Un scientifique autrichien qui a d'abord expliqué cet événement, Christian Doppler.

Celui qui était silencieux, a entendu une voix d'une source vocale qui était également silencieuse. Le son que nous entendons aura la même fréquence que la source sonore. Cependant, dans l'effet Doppler, la source du son est quelque chose qui bouge. Plus l'objet est proche, plus la fréquence du son est élevée, et vice versa.

Formules d'effet Doppler

Après avoir connu ce qu'est l'effet Doppler, il est temps pour nous de comprendre la formule de l'effet Doppler. Nous pouvons formuler cet effet en:

la formule de l'effet Doppler

Explication: 

f p   est la fréquence entendue par l'auditeur (Hz)

f s   est la fréquence émise par la source sonore (Hz)

v est la vitesse du son dans l'air (m / s)

v p   est la vitesse de l'auditeur -si en mouvement- (m / s)

v s   est la vitesse de la source sonore -si en mouvement- (m / s)

Le signe ± de la formule ci-dessus peut être positif ou négatif, ajusté aux conditions de l'auditeur et de la source sonore. vp sera positif (+) si l'auditeur s'approche de la source sonore, et valeur négative) s'il est éloigné de la source sonore. Et vs est positif (+) si la source sonore est éloignée de l'auditeur, et négatif (-) si elle s'approche de l'auditeur.

Utilisation de l'effet Doppler

L'effet Doppler peut être utilisé pour diverses choses, quelques exemples sont:

Utilisation sur radar

L'effet Doppler est utilisé dans divers types de radars pour mesurer la vitesse de l'objet observé. En mesurant le changement de la fréquence reçue, nous pouvons mesurer la vitesse de l'objet.

Utilisation en santé

Une forme d'exploitation de cet effet sur la santé est l' échocardiogramme, un dispositif médical qui utilise le phénomène d'effet Doppler pour mesurer avec précision la vitesse du flux sanguin et les caractéristiques des tissus. Cet appareil a également la capacité de produire des images du cœur et des flux sanguins à l'aide de sons d'ultrasons Doppler en 2 dimensions et en 3 dimensions.

Outre les 2 choses ci-dessus, il existe de nombreuses autres utilisations de cet effet.

Exemple de problèmes

Une ambulance avec une sirène allumée à une fréquence de 940 Hz se déplaçant à une vitesse de 90 km / h s'est approchée d'une personne qui se tenait sur le bord de la route. Si la vitesse du son dans l'air est de 340 m / s, quelle fréquence la sirène entend-elle?

Discussion:

On sait que vs = 90 km / h = 25 m / s.

Puisque la source sonore s'approche de l'auditeur, v s    a une valeur négative (-)

Parce que l'auditeur est au repos, alors v p   = 0.

Pour que:

Utiliser une formule

la formule de l'effet Doppler

les résultats obtenus sont:

exemples de résultats de l'effet Doppler

La fréquence de la sirène entendue par la personne est de 1014,6 Hz.

Eh bien, c'est une explication de l'effet Doppler et aussi la formule, avez-vous une question? Si tel est le cas, vous pouvez l'écrire dans la colonne des commentaires. Et n'oubliez pas de partager ces connaissances avec la foule!