CORRECTION TP N°8 EFFET DOPPLER. PARTIE 1 Leffet Doppler, cest quoi ? Quand l©metteur dune...

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  • CORRECTION TP N8 EFFET DOPPLER
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  • PARTIE 1 Leffet Doppler, cest quoi ? Quand lmetteur dune onde est en mouvement par rapport un rcepteur (ou rciproquement), la longueur donde de londe perue est diffrente. La frquence de londe est donc, elle aussi, diffrente. Quand lmetteur dune onde est en mouvement par rapport un rcepteur (ou rciproquement), la longueur donde de londe perue est diffrente. La frquence de londe est donc, elle aussi, diffrente. Ainsi le son que lon peroit venant de lambulance sera plus ou moins aigu. Ainsi le son que lon peroit venant de lambulance sera plus ou moins aigu.
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  • PARTIE 2 Comment dterminer si la voiture est en infraction? - Ouvrir le fichier son du klaxon mis par la voiture laide du logiciel audacity - Slectionner une partie du signal dapproche. A laide des logiciels regavi et regressi, raliser le spectre en frquence du signal et mesurer la frquence dapproche f A du son (on peut choisir nimporte quel harmonique) - Faire de mme pour mesurer la frquence dloignement du son f B (choisir le mme harmonique!!)
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  • Frquence dapproche : f A = 437,1 Hz pour le 1 er harmonique
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  • Frquence dloignement : f B = 377,8 Hz pour le 1 er harmonique
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  • Soit v = 25,2 x 3,6 = 90,7 km/h La voiture nest donc pas en infraction car sa vitesse doit tre comprise entre 85 et 95 km/h
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  • PARTIE 3 1. Spectre 1 Les raies dabsorption sont dcales vers la gauche, leurs longueurs donde sont donc plus petites que celles de rfrence. Leur frquence est donc plus leve, donc ltoile se rapproche
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  • Spectre 2 Les raies dabsorption sont dcales vers la droite, leurs longueurs donde sont donc plus grandes que celles de rfrence. Leur frquence est donc plus petite, donc ltoile sloigne.
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  • Spectre 3 Les raies dabsorption concident avec celles de rfrence. Leur longueurs donde sont donc les mmes que celles de rfrence. Leur frquence est donc la mme, donc ltoile est fixe.
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  • Les toiles 1 et 2 sloignent, ltoile 3 se rapproche.
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  • r = 531nm r = 531nm Dcalage en longueur donde : toile 1 : - r = 608-531= 77nm toile 2 : - r = 650-531= 119 nm toile 3 : - r = 450-531= -81 nm
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  • Calculs des vitesses radiales: Etoile 1: v r = 4,35.10 7 m/s Etoile 2: v r = 6,72.10 7 m/s Etoile 3: v r = - 4,58.10 7 m/s
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  • Dtection dexoplantes : t (jours) (nm) = - r (nm) = - r v r (m.s -1 ) 0 118.10 -6 61,5 1,0 91.10 -6 5,60 1,5 -72.10 -6 -36,7 2,0 -116.10 -6 - 58,6 3,0 -30.10 -6 -14,8 4,0 111.10 -6 57,0 5,0 48.10 -6 26,0 6,0 -103.10 -6 -52,0 7,0 -66.10 -6 -33,1
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  • Graphe donnant lvolution de la vitesse radiale en fonction du temps : On peut modliser cette courbe par une sinusode montrant la priodicit du phnomne. La priode de rvolution de lexoplante correspond la priode du phnomne donc T = 4,23 jours.
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  • PARTIE 4 1. Leffet Doppler permet de calculer des vitesses en mesurant le dcalage entre la frquence de lmetteur et celle au niveau du rcepteur en mouvement lun par rapport lautre. Ce dcalage est li la vitesse de propagation de londe et la vitesse de lobjet mobile (metteur ou rcepteur). 2. a. Redshift signifie dcalage vers le rouge en anglais, on observe alors, sur les spectres des toiles, des raies dabsorption dcales vers les grandes longueurs donde. 2.b. Ce dcalage sobserve quand les toiles sloignent de la Terre donc quand les galaxies contenant ces toiles sloignent les unes des autres (expansion de lUnivers).
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  • 2.c. Ltoile 2 a une vitesse plus grande que ltoile 1. La galaxie dans laquelle se trouve ltoile 2 est donc plus loigne de notre galaxie (voie lacte) que la galaxie dans laquelle se trouve ltoile 1.