Fréquence des vagues | Aaafasso


Commençons notre dissection de l'effet Doppler en considérant une source qui crée des ondes à une certaine fréquence. Cette source produit une série de fronts d'onde, chacun se déplaçant vers l'extérieur dans une sphère centrée sur la source. La distance entre les crêtes des vagues – la longueur d'onde – restera la même tout autour de la sphère. Un observateur devant la source d'onde verra les vagues également espacées à l'approche. Il en sera de même pour un observateur situé derrière la source d'onde.

Considérons maintenant une situation où la source n'est pas stationnaire, mais se déplace vers la droite car elle produit des ondes. Parce que la source se déplace, elle commence à rattraper les crêtes des vagues d'un côté tandis qu'elle s'éloigne des crêtes de l'autre côté. Un observateur situé devant la source verra les crêtes toutes regroupées. Un observateur situé derrière la source verra les vagues toutes étirées. N'oubliez pas que la fréquence est égale au nombre d'ondes qui passent un point spécifique par seconde, de sorte que l'observateur à l'avant voit en fait une fréquence plus élevée que l'observateur à l'arrière de la source.

Le scénario ci-dessus décrit les vagues formées dans l'eau, mais il s'applique également aux ondes sonores et aux ondes. Les ondes sonores sont entendues, pas vues, de sorte que l'observateur entendra les ondes groupées comme un son plus aigu, les ondes étirées comme un son plus bas. Par exemple, envisagez de parcourir une autoroute entre deux observateurs, comme illustré ci-dessous. Le rugissement de la et la friction entre la surface de la route et la créer un bruit – vroom – qui peut être entendu par les observateurs et par le conducteur.

Pour le conducteur, ce bruit ne changera pas. Mais l'observateur situé devant la voiture entendra un bruit plus aigu. Pourquoi? Parce que les ondes sonores se compressent à l'approche du véhicule de l'observateur situé devant. Cela augmente la fréquence de l'onde et la hauteur du vroom augmente. L'observateur situé derrière la voiture entendra un bruit de basse intensité car les ondes sonores s'étirent lorsque la voiture recule. Cela diminue la fréquence de l'onde et la hauteur du vroom diminue.

Les ondes lumineuses sont perçues comme de la couleur, de sorte que l'observateur sentira les ondes groupées comme une couleur plus bleue, les ondes étirées comme une couleur plus rouge. Par exemple, considérons un astronome observant de a à a. Si la galaxie se précipite vers, les ondes lumineuses qu'elle produit se regrouperont à l'approche du télescope de l'astronome. Cela augmente la fréquence de l'onde, ce qui déplace les couleurs de sa sortie spectrale vers le bleu. Si la galaxie s'éloigne de la Terre, les ondes lumineuses qu'elle produit se disperseront en s'éloignant du télescope de l'astronome. Cela diminue la fréquence de l'onde, ce qui déplace les couleurs de sa sortie spectrale vers le rouge.

Comme vous pouvez l'imaginer, les astronomes profitent régulièrement de l'effet Doppler pour mesurer la vitesse à laquelle les planètes, les étoiles et les galaxies se déplacent. Mais son utilité ne se limite pas à l'espace. La découverte de Doppler fait partie intégrante de plusieurs applications ici sur Terre.

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