Effet Doppler acoustique

Principe

Lorsqu'une ambulance passe, le signal perçu (mesuré) de la sirène devient plus grave. Cela signifie que les fréquences du son perçu deviennent plus basses. Cette modification de la fréquence perçue des ondes de toutes sortes, alors que la source et l'observateur se déplacent l'un par rapport à l'autre, s'appelle l'effet Doppler. L'effet Doppler est utilisé dans de nombreuses applications techniques, par exemple dans les radars de circulation ou pour déterminer la vitesse d'expansion de l'univers.

Dans l'expérience préliminaire, l'effet Doppler tel qu'il est connu dans la vie quotidienne est rappelé aux élèves de manière qualitative à partir d'une fréquence audible, tandis que l'expérience principale se concentre sur le cas d'une source sonore oscillant de manière harmonique. Tout d'abord, la fréquence du signal émis est mesurée au repos. Ensuite, le décalage de fréquence provoqué par l'émetteur Doppler oscillant est prouvé à l'aide du logiciel. Ensuite, la vitesse de déplacement de la source sonore est calculée sur la base des valeurs expérimentales. Cette valeur calculée est ensuite comparée à la valeur théorique.

Avantages

• L'expérience fait partie d'un ensemble d'expériences comprenant 22 expériences sur la génération, la propagation et la perception du son, des oscillations et des ondes
• Particulièrement appropriée en tant qu'expérience pour un premier contact avec la physique en général
• Avec des feuilles de travail graphiques pour les élèves
• Avec des informations détaillées pour l'instructeur
• Optimisé pour les emplois du temps serrés, c'est-à-dire qu'il nécessite un temps de préparation minimal

Objectifs

1. Lorsque l'émetteur Doppler émet un son de 4,6 kHz, déplacez-le très rapidement d'avant en arrière et décrivez ce que vous entendez.
2. Déterminez la vitesse d'un pendule à ressort oscillant à l'aide de l'effet Doppler :
   Faites osciller l'émetteur Doppler avec le signal de 19 kHz de façon harmonique au-dessus d'un microphone à l'aide d'un ressort.
   Analysez le signal enregistré par un microphone à l'aide d'un ordinateur. Observez l'effet Doppler et déterminez la vitesse maximale du pendule.
   
   

Ce que vous pouvez apprendre sur

• Le décalage de fréquence