Lyce Albert Schweitzer Terminale S Partie 1 : Ondes et matires

Chapitre 3 bis : Leffet Doppler Objectifs :

- Mettre en uvre une dmarche exprimentale pour mesurer une vitesse en utilisant leffet Doppler. - Exploiter lexpression du dcalage Doppler de la frquence dans le cas des faibles vitesses. - Utiliser des donnes spectrales et un logiciel de traitement dimages pour illustrer lutilisation de leffet Doppler comme moyen

dinvestigation en astrophysique.

1. Activits documentaires :

1.1 Dcouverte de leffet Doppler : activit 3 p 54

Le lien vers lanimation propose : http://www.nathan.fr/upload/doccpg/172376_C03_anim_doppler.swf

1.2 Leffet Doppler en astrophysique : activit 5 p 56

En labsence du logiciel, voici un schma reprenant lessentiel des mesures.

A vous donc de les exploiter et de rpondre lensemble des questions.

2. Activits exprimentales : Dtermination de la vitesse avec leffet Doppler. 2.1 Mise en vidence :

Pour bien comprendre de quoi il sagit, voici un lien : http://www.youtube.com/watch?v=a3RfULw7aAY 2.2 Lexprimentation :

Dans notre salle de TP, il est impossible de travailler avec des frquences audibles, cest pourquoi, on utilisera des transducteurs une frquence de 40,0 kHz. Lors de cette sance, il faudra :

- Mettre en uvre (analyser), un protocole exprimental visant dterminer la vitesse dun mobile en mouvement partir du matriel disponible en utilisant leffet Doppler :

La vitesse du rcepteur sera donn par l expression suivante : Vr=Cs

sachant que

-Vr est la vitesse de dplacement du rcepteur, - Vs la vitesse du son dans lair Cs=340 5 m/s 20C,

- reprsente la variation de la frquence entre lmetteur et le rcepteur.

- Exploiter des enregistrements mis disposition (Doppler1, Doppler2 et Doppler3) pour dterminer leurs intrts (sapproprier). Ces documents pourront tre exploits pour dterminer la vitesse de dplacement du rcepteur. Il faudra expliquer comment et quelles expriences ils correspondent.

- Evaluer lincertitude type pour les diffrentes mthodes que vous aurez utilises lors de la dtermination des frquences (valider) afin dvaluer lincertitude relative sur la dtermination de la vitesse.

Pour ce faire vous disposez du matriel ci-dessous :

- Une roue fixe sur un support, - linterface dacquisition, le logiciel Latis-Pro, - 2 transducteurs 40,0 kHz, - des fils et dune potence, - des fichiers denregistrement (ouvrir IE, dans ladresse, tapez \\serveur06 aller dans le rpertoire de votre classe pour prendre les fichiers Doppler1, Doppler2 et Doppler3 dans ~commun .

2.3 Applications :

Chercher des applications dans notre vie quotidienne de leffet Doppler. 3. Exercices :

Le principe du radar : 22 p 67 Leffet Doppler appliqu en astrophysique : 27 p 70