Simulateur d’effet Doppler

Comment utiliser le simulateur d’effet Doppler

1. Une voiture équipée d’une sirène roule sur la route et passe devant un auditeur. Une crête du son sur quelques dizaines est tracée comme un cercle qui s’étend depuis l’endroit où était la voiture quand elle l’a émise ; devant la voiture les cercles se resserrent, derrière ils s’écartent.
2. Lisez la fréquence entendue par l’auditeur, et le décalage en demi-tons, pendant que la voiture approche, passe et s’éloigne. Cochez Jouer ce qu’entend l’auditeur pour entendre la fameuse chute de hauteur ; le graphique montre la fréquence en fonction de la position de la voiture, et le Convertisseur de vitesse convertit les vitesses en km/h ou en mph.
3. Poussez la vitesse de la source au-delà de celle du son. Les cercles ne peuvent plus passer devant la voiture et s’accumulent sur un cône, le cône de Mach ; l’auditeur n’entend rien jusqu’à ce que le cône le balaie, puis le son de l’approche et celui de l’éloignement à la fois : le bang supersonique.

Questions fréquentes

Qu’est-ce que l’effet Doppler ?

Le changement de la fréquence entendue quand la source d’une onde et vous bougez l’un par rapport à l’autre. Quand une source approche, chaque crête part d’un peu plus près que la précédente, elles arrivent donc tassées et le son est plus aigu ; quand elle s’éloigne, elles arrivent étirées et le son est plus grave. La source elle-même ne change jamais de fréquence.

Quelle est la formule de l’effet Doppler ?

f = f₀ × (c + v_o) ÷ (c − v_s cos θ), où f₀ est la fréquence émise, c la vitesse du son, v_s la vitesse de la source, v_o la vitesse de l’auditeur vers la source et θ l’angle entre le mouvement de la source et la ligne vers l’auditeur, au moment de l’émission. De face, auditeur immobile, f = f₀ c ÷ (c − v_s) à l’approche et f₀ c ÷ (c + v_s) à l’éloignement.

Pourquoi la hauteur chute-t-elle d’un coup quand une voiture passe ?

Parce que l’angle θ bascule de presque 0° à presque 180° au moment où la voiture est au plus près. Plus vous êtes près de la route, plus la bascule est rapide et la chute soudaine ; loin de la route, la hauteur glisse doucement vers le bas.

Qu’est-ce qui cause un bang supersonique ?

Une source plus rapide que le son dépasse ses propres ondes. Tous les fronts d’onde qu’elle émet s’accumulent à la surface d’un cône derrière elle, de demi-angle α tel que sin α = c ÷ v_s. Le cône porte un saut brutal de pression, et quand il passe sur vous ce saut est le bang ; il suit l’avion tout au long de son vol, pas seulement au franchissement du mur du son.

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