Ondes et effet Doppler
Cette fiche rassemble les idées essentielles sur les ondes mécaniques et leurs propriétés, puis sur l’effet Doppler. L’objectif est de savoir définir, reconnaître et exploiter les relations de base en exercice, sans confondre les notions
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Ondes mécaniques
Définition
Une onde mécanique est une perturbation qui se propage dans un milieu matériel.
- Elle transporte de l’énergie, pas de matière globalement.
- Elle ne se propage pas dans le vide.
- Elle se transmet de proche en proche.
Repères
- Amplitude, période et fréquence décrivent le signal.
- Le retard dépend de la distance à la source.
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Célérité et périodicité
Formule clé
La célérité v relie la longueur d’onde \lambda et la fréquence f. On a aussi v = \lambda / T.
Comparaison
Période `T`
- Durée d’un motif.
- Grandeur temporelle.
- Unité : seconde.
Fréquence `f`
- Nombre de motifs par seconde.
- Grandeur temporelle inverse.
- Unité : hertz.
Retard
- 1
Plus un point est loin, plus le signal arrive
- 2
Le retard correspond au temps de parcours.
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Diffraction et interférences
Phénomènes
| Phénomène | Idée | Condition |
|---|---|---|
| Diffraction | L’onde s’étale après une ouverture | Effet marqué si l’ouverture est du même ordre de grandeur que la longueur d’onde. |
| Interférences | Deux ondes se superposent. | Les sources doivent être cohérentes. |
| Cohérence | Même fréquence et déphasage stable. | Condition d’interférences |
Lecture rapide
Petite ouverture, grande diffraction. Cohérence rime avec franges stables.
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Effet Doppler
Idée essentielle
Résultat
Une source et un observateur se rapprochent. On cherche la fréquence perçue.
- Le mouvement relatif rapproche les fronts d’onde.
- La fréquence reçue augmente.
Approche = aigu, éloignement = grave.
Piège
- La fréquence émise ne change pas.
- C’est la fréquence perçue qui varie.
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S’entraîner
Questions
- Donne la définition d’une onde mécanique.
- Écris la relation entre
v,\lambdaetf. - Explique pourquoi une petite ouverture favorise la diffraction.
Mémo final
- Une onde mécanique se propage dans un milieu.
- La célérité relie
v,\lambda,fetT.