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Doppler, les Ultrasons et le mur du son ...



  1. #1
    qnuneo

    Doppler, les Ultrasons et le mur du son ...


    ------

    Helllooo a tous,

    voila je me pose une quesition su l'effet doppler :

    si la source bouge et l'observateur est fixe :

    On a bien : Nu' = Nu / ( 1- v/c)

    Nu : frequence emise par la source
    Nu': frequence mesurée par l'obs
    V : la vitesse de la source qui se rapproche dans ce cas (sinon ou a un +)
    c : célerité de l'onde dans le milieu

    j'aimerais connaitre l'odre de frequence (du son) emis par un train, pour calculer si avec une tres grande vitesse, la frequence mesurée par l'obs pourrais devenir inaudible , cad dans les ultrasons.
    Comme celérité je dois prendre celle du son dans l'air soit 340m/s à 20°C.

    Et j'aurais voulu savoir si la limite de la frequence mesurée tendais bien vers L'infini qd ce meme train se raproche de 340 m/s, et une fois cette vitesse depassée que se passerai t'il ?? on ne mesurerais pas de frequence "immediate" , j'entend par la tant que le train ne nous est pas passez devant et voir avancer encore un peu le temps que l'onde sonore arrive

    Voilou merci a tous

    -----
    "Si j'ai vu plus loin, c'est parce que j'étais assis sur les épaules de géants" Newton

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  3. #2
    qnuneo

    Re : Doppler, les Ultrasons et le mur du son ...

    En y reflechissant un peu, je me dis que peut importe la frequence emise par le train au repos, si sa vitesse tendait vers 340m/s , selon l'equation si dessus Nu' tendrais vers l'infini donc le train serais inaudible !!

    Ai je raison ??
    "Si j'ai vu plus loin, c'est parce que j'étais assis sur les épaules de géants" Newton

  4. #3
    PHENIXian

    Re : Doppler, les Ultrasons et le mur du son ...

    à la louche je dirais 2 choses :

    * le formule que tu donnes pour l'effet doppler provient d'un développement limité au premier ordre de la fréquence reçue par l'observateur fixe, cela peut jouer dans ton interprétation (termes de 2e ordre existants, et plus...)

    * Si l'objet dépasse la vitesse du son, le problème change totalement, puisque on arrive à un problème de mécaflux de franchissement du mur du son. Sans êre un expert, je ne suis pas sur que ces loi Doppler soient toujours valables....
    "All your base are belong to us"
    OLFQJTLM

  5. #4
    qnuneo

    Re : Doppler, les Ultrasons et le mur du son ...

    Oula un DL ?? mais pourtant on est loin des vitesse relativistes, le prof qui m'as fait la demo nous a dis que on fasais un DL de cette formule pour retrouver celle ou l'observateur est en mouvement de la source fixe, mais on est bien dans une onde mecanique non relativiste et je vois pas trop comment demontrer cette formule sinon.

    Voici la formule dont tu dois parler pour des vitesses relativistes :

    (1 + (L1 - L0) / L0)2 - 1
    v = ___________________
    (1 + (L1 - L0) / L0)2 + 1

    Avec L : la longueur d'onde
    "Si j'ai vu plus loin, c'est parce que j'étais assis sur les épaules de géants" Newton

  6. #5
    PHENIXian

    Re : Doppler, les Ultrasons et le mur du son ...

    Mais non c'est pas un problème de DL relativiste.

    Piur l'effet doppler et avoir la formule donnée, c'est un DL de cosinus qui est nécessaire

    Il suffit de faire unschéma pour s'en rendre compte
    "All your base are belong to us"
    OLFQJTLM

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    qnuneo

    Re : Doppler, les Ultrasons et le mur du son ...

    POur les ondes sonores et le mur du sons j'ai la reponse :

    http://www.kettering.edu/%7Edrussell...r/doppler.html

    avec des jolis petites animations

    POur le reste faut que je me replonge a fond dans mon cour
    "Si j'ai vu plus loin, c'est parce que j'étais assis sur les épaules de géants" Newton

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  10. #7
    gatsu

    Re : Doppler, les Ultrasons et le mur du son ...

    euh moi l'effet doppler dans un milieu mecanique avec source en mouvement (et observateur fixe) je l'ai vu comme une condidtion aux limites (pour une onde plane par exemple)....y'avait pas besoin de DL apparemment c'etait juste une egalité de phase....si tu pouvais preciser la demonstration à laquelle tu fais allusion stp PHENIxian ça serait sympa (c'est toujours sympa d'avoir plusieurs demonstrations en tete ) merci

  11. #8
    PHENIXian

    Re : Doppler, les Ultrasons et le mur du son ...

    Ben je pensais à l'explication classique de l'effet doppler, où une source se déplace sur un axe en émettant des impulsions à fréquence constante dans son référentiel propre. Alors si on met un observateur hors de l'axe de cette source la fréquence qu'il reçoit est proprtionnelle (si je me rappelle bien) à en gros un cosinus(w+v*t) si w est la fréquence de la source. et tu retrouves les formules Doppler par DL du cosinus en supposant vt << w (aux homognénéités près, je sais !!!)
    "All your base are belong to us"
    OLFQJTLM

  12. #9
    gatsu

    Re : Doppler, les Ultrasons et le mur du son ...

    Citation Envoyé par PHENIXian
    Ben je pensais à l'explication classique de l'effet doppler, où une source se déplace sur un axe en émettant des impulsions à fréquence constante dans son référentiel propre. Alors si on met un observateur hors de l'axe de cette source la fréquence qu'il reçoit est proprtionnelle (si je me rappelle bien) à en gros un cosinus(w+v*t) si w est la fréquence de la source. et tu retrouves les formules Doppler par DL du cosinus en supposant vt << w (aux homognénéités près, je sais !!!)
    ba moi je l'ai vu en observant,comme tu as dit en un point M où est situé l'observateur, une onde (emise par une source mobile qui emet une onde à la pulsation wo) qui est de la forme cos(kx-wt) et avec une condition aux limites qui est que lorsqu'on fait tendre x vers xs(qui est la position de la source mobile) alors l'onde doit avoir la forme cos(-wot) on a alors kxs-wt=-wot et, vu que xs=vt où v est la vitesse de la source dans le referentiel considéré on a donc:
    kvt-wt=-wot <=> (w/Vphase)-w=-wo
    => w=wo/(1-v/Vphase) où Vphase est la vitesse de propagation de l'onde dans le milieu.

    ps:je dois etre fatigué mais je vois pas comment tu le fais ton DL dans le cosinus

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