Calculateur de l’effet Doppler
Fréquence perçue lorsque la source sonore ou l’observateur se déplace : f' = f (v + vo) / (v − vs). Rapprochement, éloignement, décalage de fréquence et étapes détaillées.
Définition de l’effet Doppler
Lorsque la source sonore et l’auditeur sont en mouvement relatif, la fréquence entendue diffère de celle émise. La sirène d’une ambulance semble plus aiguë à l’approche, puis plus grave à l’éloignement. C’est l’effet Doppler.
Formule
f' = f × (v ± vo) / (v ∓ vs)
f est la fréquence émise, v la vitesse du son dans le milieu, vo la vitesse de l’observateur et vs celle de la source. Pour les signes :
- Observateur vers la source : plus au numérateur. Éloignement : moins.
- Source vers l’observateur : moins au dénominateur. Éloignement : plus.
Le rapprochement augmente la fréquence, l’éloignement la diminue. Saisissez des vitesses positives puis choisissez le sens dans la liste.
Exemple
Une ambulance à sirène de 1000 Hz approche à 30 m/s (108 km/h) d’une personne immobile. Pour un son à 340 m/s, la fréquence entendue est 1000 × 340 / (340 − 30) = 1097 Hz. Après le passage, elle vaut 1000 × 340 / (340 + 30) = 919 Hz. La hauteur chute de 178 Hz.
Source ou observateur mobile ?
Les résultats diffèrent. Une source mobile comprime les ondes devant elle et raccourcit leur longueur d’onde. Un observateur mobile rencontre plus souvent les ondes sans modifier leur longueur. Une source approchant à 30 m/s donne 1097 Hz, tandis qu’un observateur approchant à la même vitesse perçoit 1088 Hz.
Limites
La formule concerne le son dans l’air immobile et des déplacements sur la même droite. Elle cesse d’être applicable lorsque la source atteint la vitesse du son. Lumière, radar et radio suivent la relation relativiste.
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