Effet Doppler / Sonagramme
Une voiture avance en ligne droite en klaxonnant. Au moment ou elle passe devant l'enregistreur, le son devient brusquement plus grave (Le son est extrait d'une activité pédagogique proposée par Martial Gavaland).
En observant le sonagramme du son enregistré, on observe que :
- Le son contient de nombreuses harmoniques, de fréquences multiples de la fréquence de base,
- Toutes les fréquences chutent exactement de la même façon au passage devant l'enregistreur.
Quelques réglages suffisent pour obtenir à partir d'un extrait de sonagramme les informations importantes
- Sur l'échelle horizontale, on place deux points, et , et on rentre leurs valeurs dans les cases,
Sur l'échelle verticale, on place deux points, et , et on rentre leurs valeurs dans les cases,
- On place le point bleu entouré sur une des harmoniques "avant passage", et on clique sur les
boutons bleus + et - pour quel les autres points bleus soient sur les autres harmoniques :
On détermine ainsi la fréquence fondamentale du son "avant passage", , et le n° de l'harmonique.
- On procède de la même façon en plaçant le point vert entouré sur une harmonique "après passage"
On détermine ainsi la fréquence fondamentale du son "après passage", , et le n° de l'harmonique.
La vitesse de la voiture se calcule à partir de ces deux fréquences :
- Les points roses correspondent à la fréquence réelle du klaxon :
On déplace horizontalement le point entouré de façon à ce que les points roses touchent les courbes.
On détermine ainsi l'instant où la voiture est passée devant l'enregistreur.
- On appuie sur le bouton Courbes : Des courbes apparaissent, ainsi qu'un nouveau point sur l'axe
horizontal. On déplace ce point pour faire varier la pente des courbes et les ajuster sur les harmoniques.
(On aura aussi besoin d'ajuster légèrement les fréquences et avec les curseurs bleu et vert
car et sont en réalité des valeurs limites, quand on est très loin avant ou après le passage )
- On appuie sur le bouton Tangentes : Une durée caractéristique du mouvement, , apparaît :
la durée pour que la tangente au niveau du "passage" passe de la valeur à la valeur .
Cette durée est directement liée à la distance de l'enregistreur à la route :