Pourquoi?

 


physiqueatomistique

Pourquoi une sirène qui s'éloigne paraît-elle plus grave ?

C'est l'effet Doppler-Fizeau (voir la recherche sur Fizeau). Là aussi, tout est relatif. C'est par rapport à l'observateur que le son émis «paraît» plus grave, et cela vient de la différence de vitesse de déplacement entre la source d'émission et l'observateur. D'abord, c'est quoi une sirène ? C'est une émission continue d'ondes d'une certaine fréquence (voir Pourquoi ça fait des avalanches quand on crie en montagne ?).

Prenons un premier cas : source et observateur fixes. La source émet des signaux accoustiques, c'est-à-dire des ondes de période T constante (donc de fréquence constante N=1/T). Donc l'intervalle séparant la réception par l'observateur de deux signaux successifs est constante et est égale à la période T.

Prenons le cas d'une source mobile et d'un observateur fixe. Si la source se rapproche, l'intervalle de temps entre la réception de deux signaux consécutifs est plus petit que la période T, donc la fréquence est plus grande et le son paraît plus aigue. Et inversement, si la source s'éloigne, l'intervalle est plus grand donc la période observée est plus grande, la fréquence est plus petite et le son paraît plus grave.

Le même phénomène explique le décalage des raies spectrales dans le spectre d'emission d'un corps céleste (effet Doppler). Ce ne sont plus des longueurs d'ondes accoustiques mais des longueurs d'ondes lumineuses (ondes accociées aux photons, voir Pourquoi l'ampoule brille-t-elle ?) émises par le corps en mouvement, on observe alors un décalage des raies spectrales vers le rouge (éloignement, périodes plus grandes) ou vers le bleu (rapprochement, périodes plus courtes). Ce décalage est donc fonction de la vitesse relative d'éloignement, ce qui permet aux astro-physiciens de déterminer la position, la vitesse et la composition d'un astre (voir Pourquoi le sang est-il rouge ?).



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