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metropole exo1 sujet doppler 6pts

Bac S Métropole http labolycee org EXERCICE I ?? DE L ? EFFET DOPPLER À SES APPLICATIONS points Christian Doppler - Christoph Buys-Ballot - Christian Doppler savant autrichien propose en une explication de la modi ?cation de la fréquence du son perçu par un observateur immobile lorsque la source sonore est en mouvement Buys-Ballot scienti ?que hollandais véri ?e expérimentalement la théorie de Doppler en en enregistrant le décalage en fréquence d ? un son provenant d ? un train en mouvement et perçu par un observateur immobile On se propose de présenter l ? e ?et Doppler puis de l ? illustrer au travers de deux applications Mouvement relatif d ? une source sonore et d ? un détecteur Nous nous intéressons dans un premier temps au changement de fréquence associé au mouvement relatif d ? une source sonore S et d ? un détecteur placé au point M ?gure Le référentiel d ? étude est le référentiel terrestre dans lequel le détecteur est immobile Une source S émet des bips ? sonores à intervalles de temps réguliers dont la période d ? émission est notée T Le signal sonore se propage à la célérité vson par rapport au référentiel terrestre Figure Schéma représentant une source sonore immobile cas A puis en mouvement cas B Cas A la source S est immobile en x et le détecteur M situé à la distance d perçoit chaque bip sonore avec un retard lié à la durée de propagation du signal Dé ?nir par une phrase en utilisant l ? expression bips sonores ? la fréquence f de ce signal périodique Comparer la période temporelle T des bips sonores perçus par le détecteur à la période d ? émission T Cas B la source S initialement en x se déplace à une vitesse constante vs suivant l ? axe Ox en direction du détecteur immobile La vitesse vs est inférieure à la célérité vson On suppose que la source reste à gauche du détecteur Le détecteur perçoit alors les di ?érents bips séparés d ? une durée T ' T ? ?? ?? ?? vS v son ? ? ? Indiquer si la fréquence f ? des bips perçus par le détecteur est inférieure ou supérieure à la fréquence f avec laquelle les bips sont émis par la source S Justi ?er C La vélocimétrie Doppler en médecine La médecine fait appel à l ? e ?et Doppler pour mesurer la vitesse d ? écoulement du sang dans les vaisseaux sanguins ?gure Un émetteur produit des ondes ultrasonores qui traversent la paroi d ? un vaisseau sanguin Pour simpli ?er on suppose que lorsque le faisceau ultrasonore traverse des tissus biologiques il rencontre des cibles ?xes sur lesquelles il se ré échit sans modi ?cation de la fréquence des cibles mobiles comme les globules rouges du sang sur lesquelles il se ré échit avec une modi ?cation de la fréquence ultrasonore par e ?et Doppler ?gure Figure Vitesse moyenne du sang dans