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[ARTICLE] Effet Doppler, science & son

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[ARTICLE] Effet Doppler, science & son


Aujourd’hui un peu de Théorie, pas musicale, mais acoustique. Donc de quoi s’agit il? L’effet Doppler est une découverte liée au physicien Autrichien Christian Andreas Doppler qui met à jour ce principe en 1842 en étudiant la Lumière. Ce principe est confirmé ensuite par le chercheur Néerlandais Buys Ballot dans le domaine sonore, puis par le Français Hippolyte Fizeau dans le cadre des ondes électromagnétiques. L’effet Doppler concerne donc à la fois le son et la lumière, d’où le nom d’effet Doppler-Fizeau lorsqu’il est employé vis à vis des études sur la Lumière et permet entre autre, la détection d’exoplanètes. L’effet Doppler est aussi utilisé pour le contrôle des vitesses, il se pourrait bien que vous y pensiez lorsque vous vous ferez flasher en voiture…

Comment se traduit l’effet Doppler? A titre exemple, dans le cas des ondes sonores, donc du son, il se manifeste très clairement lorsqu’un véhicule avec une sirène activée commence à se faire entendre. Lorsque le véhicule est loin, le son paraît plus grave, mais lorsqu’il se rapproche, le son paraît plus aiguë. L’effet Doppler, c’est ce phénomène. Cependant, il ne se fait sentir que lorsque l’observateur ne se déplace pas à la même vitesse. Si l’observateur suit exactement la même trajectoire avec exactement la même vitesse, le phénomène n’est pas perceptible. La variation de la hauteur du son émit est due à la position de l’observateur par rapport à la trajectoire de l’objet mobile.

Illustration du phénomène Doppler [Source]

C’est cette base théorique qui permet de calculer ainsi la vitesse d’un objet mobile émettant de la lumière ou du son (rappelons que tous deux sont des ondes), en mesurant le décalage de la fréquence reçue par rapport à la fréquence émise. De plus, il faut savoir que si un objet mobile se déplace aussi vite que le son qu’il émet (soit environ 340m/s) , le son n’est pas émit à l’avant de l’objet mobile puisque ce dernier “rattrape” son propre son. Lorsque l’objet va plus vite que le son qu’il émet, ce dernier est confiné dans un cône à l’arrière de l’objet (cône de Mach) et est entendu après le passage de ce même objet. Pour donner un exemple assez facilement observable, les avions militaires dépassant le mur du son, allant donc plus vite que lui, ne sont audible qu’après leur passage, et qui plus est avec un gros boom caractéristique.

La vitesse du son est cependant pas modifiée même si l’objet va bien plus vite qu’elle, seule la longueur d’onde est modifiée.

Bien loin du Monde Musical, cet effet est particulièrement précieux dans le Monde Scientifique, notamment en Astronomie. En médecine, il sert à calculer la vitesse du sang. L’effet Doppler est aussi également utilisé pour sauver des vies en reconstituant les trajectoires d’avions ou de bateaux et d’envoyer des secours plus rapidement.

Musicalement, Studio ROGZ.

  • Sources: 

Image de couverture: https://devanshikesaria.wordpress.com/2016/04/29/notes-around-the-doppler-effect-and-other-moods-of-modernism-by-robert-somol-and-sarah-whiting/

 

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