Effet Doppler – Terminale S – Cours

Cours de tleS – Effet Doppler – Terminale S

L’effet Doppler ou décalage en fréquence du fait du mouvement de la source peut être utilisé comme moyen d’investigation en astronomie.

Principe

  • Lorsque la source se déplace par rapport à l’observateur, on peut enregistrer une différence entre la fréquence perçue et la fréquence émise f : c’est l’effet Doppler.
  • Soit c la célérité de l’onde et v la vitesse de la source :
  • Si la source se déplace vers l’observateur, alors :
  • Si la source s’éloigne de l’observateur, alors :

Applications

Bilan « récepteur se rapprochant ou s’éloignant de la source »

  • En écoutant une moto se rapprocher, l’analyse de la différence entre la hauteur du son perçu quand elle se rapproche et quand elle s’éloigne peut donner accès à sa vitesse.
  • Si le récepteur se rapproche de la source, la fréquence perçue est plus grande, alors que s’il s’éloigne, la fréquence est plus petite.
  • Récepteur qui s’éloigne de l’émetteur source:
  • Récepteur qui se rapproche de l’émetteur source:
  • Récepteur qui reste immobile par rapport à l’émetteur source:  donc il n’y a pas d’effet Doppler.

Moyen d’investigation en astronomie

  • En astronomie, l’observation d’étoiles lointaines a montré que les fréquences perçues sont majoritairement inférieures aux fréquences émises f: c’est le décalage vers le rouge, correspondant à un éloignement relatif des étoiles.
  • Si une source lumineuse se rapproche de la Terre, la fréquence apparente de son rayonnement augmente, et sa lumière se déplace vers la partie bleue du spectre.
  • Si la source lumineuse d’éloigne, la fréquence apparente de l’onde émise diminue, et la lumière est décalée vers le rouge.
  • Redshift : décalage vers le rouge d’une source astronomique noté z.
  • Le décalage en fréquence est directement lié à la vitesse v de l’astre : en comparant le spectre reçu avec le spectre solaire, on peut détruire la vitesse relative de cet astre par rapport à notre planète de la mesure de son Redshift.
  • Le Redshift peut aussi être défini comme un décalage en longueur d’onde dans le vide :

 



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Tables des matières Effet Doppler - Propriétés des ondes - Physique - Physique - Chimie : Terminale S – TS