Effet Doppler-Fizeau

Effet Doppler-Fizeau
Cet effet de variation de fréquence apparente avec la vitesse a
été étudié par DOPPLER physicien autrichien (1803-1853). A
la même époque FIZEAU, physicien français (1819-1896)
étudiait le même phénomène avec des sources lumineuses.
Ce phénomène est donc appelé EFFET DOPPLER-FIZEAU .
I) PRESENTATION DE L’EFFET DOPPLER-FIZEAU
1) Onde sonore
Son émis par une voiture
Le son émis par une voiture en mouvement est, perçu par un observateur fixe au bord d’une route, plus aigu lorsque la voiture
se rapproche de l’observateur et plus grave lorsque la voiture s’éloigne.
2) Onde ultra-sonore
L’effet Doppler est utilisé en médecine pour mesurer la vitesse
du sang et ainsi en déduire son débit.
3) Astrophysique
Il permet de déterminer la vitesse radiale d’une étoile
4) Cinémomètre radar
Il permet aux forces de police de déterminer la vitesse
instantanée d’un véhicule.
II) L’EFFET DOPPLER
Enoncé :
L’effet Doppler-Fizeau est un changement de fréquence de l’onde perçue par un observateur lorsque celui-ci et la source se
rapprochent ou s’éloignent l’un de l’autre.
Pour une onde sonore le son perçu devient plus aigu ou plus grave.
Pour une onde lumineuse le changement de fréquence entraine un changement de couleur dans le cas des ondes lumineuses.
III)
CAS D’UNE SOURCE EN MOUVEMENT ET D’UN OBSERVATEUR FIXE
1) La source se rapproche de l’observateur.
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2) La source s’éloigne de la source
Refaire la démonstration en exercice.
3) En résumé
4) Décalage Doppler-Fizeau a faible vitesse
En utilisant les relations vues dans le chapitre précédent donnez l’expression des fréquences observées.
En résumé
5) Exercices
Exercice1
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Exercice 2
IV)
APPLICATION A L’ASTRONOMIE
1) Expression de la relation de Doppler-Fizeau en fonction de la longueur d’onde
2) Principe
A cause de l’effet Doppler les longueurs d’onde des raies des étoiles en mouvement par rapport à la Terre n’ont pas la
même valeur que celle mesurée sur Terre pour les mêmes éléments chimiques
Cela permet d’évaluer la vitesse de déplacement de l’étoile selon l’axe observateur-étoile appelé vitesse radiale de
l’étoile.
Quand l’étoile se rapproche il ya un décalage vers le bleu ou
blueshift
Quand l’étoile ‘éloigne il ya un décalage vers le rouge ou
redshift
Rappel seconde
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3) Exercice
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