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Formules-Effet Doppler.

Posté par
RainboWolf
24-09-13 à 17:34

Bonjour ! Voilà, j'ai un soucis avec certaines questions de mon activité sur l'effet Doppler. Voici l'énoncé et les questions:

On peut montrer que, lorsque l'émetteur est en mouvement à vitesse constante par rapport au récepteur fixe, on a:

fr/fe= v/v+u  relation 1
ou
fr/fe=v/v-u   relation 2

Où f, désigne la fréquence mesurée à la réception (en Hz), fe la fréquence mesurée à l'émission, u la vitesse de l'émetteur par rapport au récepteur(en m.s-1) et v la célérité de l'onde en le milieu. (en m.s-1)

a) Montrer que c'est la formule 1 qui correspond au cas où l'étoile s'éloigne de la Terre.

J'ai écris: Que comme nous avons la somme de la célérité de l'onde et de la vitesse de l'émetteur par rapport au récepteur, donc ma fréquence émise sera supérieure à la fréquence reçue. Est-ce correct ?

b) Toujours dans le cas où l'étoile s'éloigne de la Terre, donner l'expression de lambda e/ lambda r en fonction de v et de u.

J'ai écris: lambda=v/f

donc pour lambda e= v/fe*(v+u)
et pour lambda r= v/fr(v-u)

est-ce que c'est bon ? Si c'est le cas, comment faire pour avoir lambda e/lambda r ?

Merci d'avance !

Posté par
Coll Moderateur
re : Formules-Effet Doppler. 24-09-13 à 18:19

Bonjour,

D'accord pour la première question

Pour la seconde question (où il me semble que ton raisonnement est bien complexe) il suffit de faire le rapport e/r

Posté par
RainboWolf
re : Formules-Effet Doppler. 24-09-13 à 18:21

Salut ! Merci pour ta réponse.
Je vais avoir l'air bête mais comment faire ce fameux rapport ? Ce n'est pas clair dans ma tête. xD Je ne comprend pas comment faire.

Posté par
Coll Moderateur
re : Formules-Effet Doppler. 24-09-13 à 18:22

Il suffit de diviser l'expression égale à e par l'expression égale à r

Posté par
RainboWolf
re : Formules-Effet Doppler. 24-09-13 à 18:31

Alors...

lambda e/lambda r = v/fe/v/fr ?

( PS: Comment faire le lambda en lettre grecque au clavier s'il te plait ? )

Posté par
Coll Moderateur
re : Formules-Effet Doppler. 24-09-13 à 18:38

À la base du cadre d'écriture mais un peu au-dessus et à gauche de "Aperçu" du as deux boutons
. un bouton LTX avec lequel tu peux faire \lambda
pour cela, tu tapes \lambda
tu sélectionnes cela
tu cliques sur le bouton
ce qui met des balises comme ceci [tex]\lambda[/tex]

. beaucoup plus simple : le bouton à côté ()
Tu cliques
une liste de symboles sont alors à ta disposition, il suffit de cliquer !
___________

Oui c'est cela, il faut maintenant simplifier et utiliser le résultat de la première question.

Pour info : un formulaire sur l'effet Doppler : l'effet Doppler; démonstration

Posté par
RainboWolf
re : Formules-Effet Doppler. 24-09-13 à 18:46

Ah, super merci !

Par contre, pour en revenir au calcul, je suis vraiment dans l'impasse.
Je suis vraiment nulle pour simplifier. xD

Et où est passé le u ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Formules-Effet Doppler. 24-09-13 à 18:52

Programme de cinquième au collège (sauf erreur) : pour diviser une fraction par une fraction on multiplie la première par l'inverse de la seconde...

Posté par
RainboWolf
re : Formules-Effet Doppler. 24-09-13 à 19:04

Oh mon dieu, la honte ! xD Je ne m'en souvenais plus du tout. Encore merci.
Alors:

e/r=v/fe/v/fr=v/fe*fr/v=fr/fe ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Formules-Effet Doppler. 24-09-13 à 19:09

Exact !

Posté par
RainboWolf
re : Formules-Effet Doppler. 24-09-13 à 19:23

Très bien, merci !

J'ai encore d'autres questions.

- Que peut-on dire du rapport freçue/fémise dans le cas où l'étoile s'éloigne de la Terre ? ( f=fréquence )

J'ai répondu: Que le fréquence reçue sera inférieure à la fréquence émise. Plus la fréquence émise sera lointaine, plus la fréquence reçue sera faible. ( Proportionnalité ? )

- Donner les valeurs de longueurs d'onde pour les limites violet et rouge du visible.

J'ai répondu: Violet: 400 nm.
Rouge: 800 nm.

- Interpréter le décalage de la raie d'absorption ( sur une image que j'ai. Je ne vais pas la montrer, j'espère que ça ira quand même !)

J'ai répondu: Cas 1: L'étoile se rapproche de la Terre et le décalage de la raie d'absorption a lieu dans le domaine ultraviolet.
Cas 2: L'étoile s'éloigne de la Terre et le décalage de la raie d'absorption a lieu dans le domaine infrarouge.

Voilà pour le moment ! Je me permet de poser plusieurs questions puisque j'ai déjà des réponses. J'espère que ça va.

Posté par
Coll Moderateur
re : Formules-Effet Doppler. 24-09-13 à 20:14

C'est correct de ce que je comprends.

"fréquence lointaine" ne veut rien dire.

Une fréquence est basse ou haute, plus basse ou plus haute...

Posté par
RainboWolf
re : Formules-Effet Doppler. 24-09-13 à 20:26

D'accord merci beaucoup !
En effet, j'ai écris n'importe quoi. x) Je vais donc changer cela.

J'ai encore besoin d'aide, j'espère que ça ne dérange pas ! ( Il s'agit d'une activité de 3 pages alors j'ai jugé bon de vérifier mes réponses et d'avoir de l'aide. )

- A partir des questions 2)e), établir l'expression de u la vitesse de l'étoile dans la direction d'observation, pour les deux situations, en fonctions de v, e et r

Alors, les questions 2)e) sont en fait la question avec l'expression de e/r
Les deux situations sont:
-lorsque l'étoile s'éloigne de la Terre
-lorsque l'étoile s'approche de la Terre

Je ne sais pas par où commencer !

Posté par
Coll Moderateur
re : Formules-Effet Doppler. 24-09-13 à 20:35

C'est tout simple...

Tu connais la valeur du rapport e/r en fonction de v et u

On te demande un peu d'algèbre : en déduire u en fonction de e, r et v !

Posté par
RainboWolf
re : Formules-Effet Doppler. 24-09-13 à 21:00

Je ne suis vraiment pas douée pour cela. ^^'
C'est un casse tête pour moi...

J'ai fais un raisonnement compliqué pour au final tomber sur u=v/e*r
Je suis presque certaine que c'est faux ! xD

Posté par
Coll Moderateur
re : Formules-Effet Doppler. 25-09-13 à 08:56

Quand on est presque certain(e) que c'est faux... on recommence !

\Large \frac{\lambda_e}{\lambda_r}\,=\,\frac{v}{v\,+\,u}

Extraire u est du niveau du début de l'algèbre...

Posté par
RainboWolf
re : Formules-Effet Doppler. 01-10-13 à 20:15

Ca doit être tellement simple que je n'y arrive pas. :O
C'est la fraction qui me gêne !

Sinon, j'ai trouvé u=2v/e ... ?

En passant, c'est dommage j'ai déjà rendu mon travail ! Je vais quand même essayer de venir à bout de cette vilaine équation. xD

Posté par
Coll Moderateur
re : Formules-Effet Doppler. 02-10-13 à 08:10

Oui, je t'engage à savoir résoudre une telle équation. Il s'agit vraiment d'une compétence élémentaire que tu dois maîtriser.

Ce que tu proposes à 20 h 15 n'est pas encore la solution (pourquoi r disparaîtrait-elle ? )



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