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Physique

Interférences et Propriétés des Ondes

effet Doppler

Ens. Scient.81Mis à jour 26 sept. 20263 pages

Tout Savoir sur les Sons et L'Effet Doppler

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Le son, c'est bien plus que ce qu'on entend ! Tu vas découvrir comment mesurer scientifiquement l'intensité des sons et pourquoi la sirène d'une ambulance change de tonalité quand elle passe devant toi.
Sons et effet Doppler – page 1

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Les caractéristiques du son

L'intensité sonore (I), c'est la puissance du son répartie sur une surface donnée. Plus tu t'éloignes d'une source sonore, plus cette intensité diminue car le son se répartit sur une surface plus grande.

La formule est simple : I = P/S (en W.m²). P représente la puissance sonore et S la surface d'une sphère (4πR²). Notre oreille peut percevoir des sons entre le seuil d'audibilité (10⁻¹² W.m²) et le seuil de douleur (10⁻² W.m²).

Le niveau d'intensité sonore (L) exprime notre perception subjective du son en décibels. La formule L = 10 logI/I0I/I₀ permet de convertir l'intensité en décibels. Contrairement aux intensités qui s'additionnent, les niveaux sonores ne s'ajoutent pas simplement !

💡 Astuce : Retiens que chaque augmentation de 10 dB correspond à une multiplication par 10 de l'intensité sonore.

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L'effet Doppler expliqué

Quand l'émetteur et le récepteur sont immobiles, la fréquence reste constante. Mais dès qu'il y a du mouvement, tout change ! C'est exactement ce qui se passe avec les sirènes d'ambulance.

Lorsque l'émetteur et le récepteur se rapprochent, le son devient plus aigu. La formule devient : fr = fe × c/c−vc - v. À l'inverse, quand ils s'éloignent, le son devient plus grave avec fr = fe × c/c+vc + v.

La célérité du son dans l'air est de 340 m/s. Cette vitesse sert de référence pour calculer les changements de fréquence. L'effet Doppler explique pourquoi le klaxon d'une voiture qui passe semble changer de ton !

🎯 À retenir : Rapprochement = son aigu, éloignement = son grave. C'est un phénomène qu'on observe partout autour de nous.

Sons et effet Doppler – page 3

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Échelle des niveaux sonores

Cette échelle te montre concrètement à quoi correspondent les décibels dans ton quotidien. De 0 dB (seuil d'audibilité) à 120 dB (seuil de douleur), chaque niveau a sa signification.

Les bruits légers 0−40dB0-40 dB incluent le vent léger et les conversations à voix basse. Les bruits courants 40−80dB40-80 dB regroupent les bibliothèques et la circulation. Au-delà de 85 dB, on entre dans la zone de risque pour l'audition.

Les bruits dangereux 90−120dB90-120 dB comme les marteaux-piqueurs ou les décollages d'avion peuvent endommager définitivement ton audition. C'est pourquoi la protection auditive devient obligatoire dans ces environnements.

⚠️ Important : Exposition prolongée au-dessus de 85 dB = risque de surdité permanente. Protège tes oreilles !

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