Effet Doppler sonore

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Manipulons la figure...

L'animation montre l'effet du déplacement d'une source sonore ou d'un récepteur sur la réception du son émis par la source.

Nous avons tous entendu le son étrange que fait un véhicule passant devant nous. Cette animation explique le phénomène, appelé "effet Doppler".

La source sonore émet tout d'abord des impulsions, dont le front d'onde est sphérique (circulaire sur l'animation). Le récepteur est un micro, qui reçoit l'onde avec un retard, dû à la propagation de celle-ci. Entre deux "bips", la source s'est déplacée, et de ce fait, les "cercles d'onde" n'ont pas le même centre. Il en résulte que, lorsque la source se rapproche du récepteur, les ondes arrivent à une cadence plus rapide que celle de l'émission : la période semble plus courte, donc la féquence plus grande. En revanche, lorsque la source s'éloigne du récepteur, la période semble plus longue, donc la fréquence plus petite. On peut visualiser sur le graphe les deux signaux, et les comparer (faire glisser le graphe du son émis sur celui du son reçu).

Un phénomène similaire se produit lorsque c'est le récepteur qui se déplace par rapport à la source, ou lorsque les deux se déplacent.

Avec le bouton "recommencer", on peut remplacer la source sonore par le son émis par un véhicule (voiture ou ambulance), et modifier les vitesses respectives des deux objets Le récepteur peut se déplacer seulement de droite à gauche ou de gauche à droite, mais l'émetteur peut être pivoté (cliquer-glisser dans son voisinage). Le bouton "reset" remet le véhicule dans la position précédente (commode, si on l'a perdu !). Le bouton "go" valide les réglages.

Le graphe affiche alors le décalage fréquentiel entre la source et l'émetteur.

On peut à tout instant stopper l'animation avec le bouton "stop/play".

Pour les besoins de l'animation, l'échelle des vitesses est modifiée par rapport à la réalité : une voiture ne peut voyager à la vitesse du son !

Avertissement : l'animation est gourmande en ressources de calcul. Si le processeur peine, faire un clic droit sur l'animation, puis Qualité/Inférieure. Le rendu sera moins bon, mais cela devrait aller mieux.

Voir aussi à cette page l'explication détaillée de l'effet Doppler.