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doppler

336 mots 2 pages
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MESURE EXPERIMENTALE
D’UNE VITESSE PAR EFFET
DOPPLER

Dans le nouveau programme de TS
•

•

Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour mesurer une vitesse en utilisant l’effet Doppler.
Exploiter l’expression du décalage Doppler de la fréquence dans le cas des faibles vitesses.

La mise en évidence de l’effet Doppler est assez facile à traiter d’un point de vue qualitatif.
•

Ex de vidéo http://www.youtube.com/watch?v=opBW49_f6w8&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=j3GcJQUq5SA&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=GGyrXGVqCTQ •

Exp avec GBF et HP, ou smartphone…

L’aspect quantitatif est plus difficile à traiter.

En effet, pour une vitesse de 1 m.s-1, l’écart relatif en fréquence pour les ondes sonores est d’environ 0,3%...

( Emetteur en mouvement :
Récepteur en mouvement :

)

Dispositif expérimental
Paramétrage de l’acquisition
•
Durée d’acquisition : 30 ms
•
Nbre de points : 16001pts soit une période d’échantillonnage Te de 1,8µs
(environ 13pts par période)

•

Le déclenchement peut être effectué sur la voie 2 sur un front montant.
Le déplacement du récepteur vers l’émetteur permet de lancer l’acquisition.

Détermination du décalage Doppler en fréquence :
•
La mise en évidence par mesure directe du décalage entre les fréquences de ces deux tensions est impossible. •
La mesure de ce décalage en utilisant la décomposition en série de Fourrier ne permet pas une mesure rapide et précise.
•

Il est plus facile d’effectuer la somme des deux tensions s(t)= uE(t) + uR(t).
La fréquence des battements obtenus correspond au décalage entre les deux fréquences

Mesure de la vitesse de déplacement du mobile :

Vidéo de l'expérience

La mesure de la vitesse est effectuée à l’aide d’un chrono électronique comportant une barrière lumineuse.
•
Une règle positionnée sur le capot du tracteur vient couper le faisceau.
•
Le chronomètre mesure la durée pendant laquelle le faisceau est interrompu.
RQ: L’acquisition est déclenchée par la barrière

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