Effet Doppler
Phénomènes ondulatoires - Physique-Chimie Spécialité
Exercice 1 : Déterminer la fréquence d'un son subissant l'effet Doppler : formule approximée
Une voiture roulant à \(60 km\mathord{\cdot}h^{-1}\) active son klaxon en s'approchant d'un autostoppeur à l'arrêt.
On considère la fréquence du klaxon à \(380 Hz\) et la célérité du son à \(340 m\mathord{\cdot}s^{-1}\).
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Exercice 2 : Déterminer la vitesse d'une galaxie
On reçoit ici une longueur d'onde valant \(387 nm\) .
Calculer la vitesse à laquelle la galaxie se rapproche de la Terre.
On donnera un résultat en unité SI avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Exercice 3 : Calculer la vitesse de rotation d'une étoile
Ils observent un décalage \( \Delta\lambda \) de la raie observée par rapport à la raie d'origine valant \( 0,101 nm \).
Données :
\[ \frac{\lvert \Delta\lambda \rvert}{\lambda} = \frac{v}{c} \\ \text{avec} \\ v \text{ la vitesse du point } O \\ c = 3,00 \times 10^{8}\:m\mathord{\cdot}s^{-1} \]
Calculer la vitesse du point \( O \) dans le référentiel terrestre suivant la direction de visée.
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Exercice 4 : Déterminer la fréquence d'un son subissant l'effet Doppler : formule exacte
Une voiture roulant à \(82 km\mathord{\cdot}h^{-1}\) active son klaxon en s'approchant d'un autostoppeur à l'arrêt.
On considère la fréquence du klaxon à \(310 Hz\) et la célérité du son à \(340 m\mathord{\cdot}s^{-1}\).
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Exercice 5 : Comprendre le fonctionnement d'un radar
Un radar fixe automatisé détermine la valeur \( v \) de la vitesse d'un véhicule en émettant
une onde de fréquence \( 32\:\text{GHz} \) se propageant avec la célérité de la lumière
\( c \) en direction du véhicule qui la réfléchit ensuite.
Par l'effet Doppler, la fréquence de l'onde que reçoit le radar diffère
de l'onde qu'il a émise.
En notant \( a\) l'angle entre la direction de la route et celle de la visée,
l'écart de fréquence vaut :
\[\frac{2v \: \mathord{\cdot} f \mathord{\cdot} \operatorname{cos}(a)}{c}\]
On installe un radar tel que \( a \) vaille \( 24° \), Un véhicule passe devant le radar avec une vitesse de \( 121\:\text{km}\mathord{\cdot}\text{h}^{-1} \).
- Célérité de la lumière dans le vide \( c = 3,00 \times 10^{8} \) \( \text{m}\mathord{\cdot}\text{s}^{-1} \)
Quel est alors l'écart de fréquence mésuré par le radar ?
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Dans cette zone, la vitesse était limitée à \(110\:\text{km}\mathord{\cdot}\text{h}^{-1}\), quel aurait été l'écart de fréquence pour cette vitesse?
On donnera un résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Nos exercices sont conformes aux programmes de l'Éducation Nationale de la 3e à la Terminale. Kwyk permet aux élèves d'aborder les notions les plus importantes en Physique-Chimie comme l'étude des ondes et de l'optique, l'organisation et la transformation de la matière, la conservation et les transferts d'énergie et les lois de l'électricité. Les élèves peuvent travailler sur l'étude du mouvement avec des exercices de mécanique et de cinétique. Kwyk propose également de nombreux exercices d'entraînement sur les conversions et la manipulation des unités, l'écriture scientifique et l'utilisation des chiffres significatifs.
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