La raison pour laquelle la sirène d’une ambulance sonne de plus en plus bas au fur et à mesure de son déplacement
Actuellement en 2023, la raison pour laquelle la sirène d’une ambulance sonne de plus en plus bas au fur et à mesure de son déplacement est due à l’effet Doppler. L’effet Doppler est le changement de fréquence perçu lorsque la source sonore et l’auditeur sont en mouvement relatif l’un par rapport à l’autre.
Comment fonctionne l’effet Doppler?
L’effet Doppler se produit lorsque la source sonore (dans ce cas, la sirène de l’ambulance) se déplace par rapport à l’auditeur (personne à proximité). Lorsque la source sonore se rapproche de l’auditeur, la fréquence perçue du son augmente, ce qui entraîne une augmentation de la hauteur (la tonalité sonore semble plus élevée). À l’inverse, lorsque la source sonore s’éloigne de l’auditeur, la fréquence perçue diminue, ce qui donne une diminution de la hauteur (la tonalité sonore semble plus basse).
Dans le cas d’une ambulance en déplacement, lorsque l’ambulance approche, la fréquence des ondes sonores émises par la sirène est plus élevée, ce qui fait que la tonalité sonore semble plus aiguë. Cependant, à mesure que l’ambulance s’éloigne, la fréquence des ondes sonores diminue, ce qui fait que la tonalité sonore semble devenir plus basse. C’est pourquoi la sirène d’une ambulance sonne de plus en plus bas au fur et à mesure de son déplacement.
Pourquoi l’effet Doppler se produit-il?
Lorsque la source sonore (l’ambulance) se déplace, les ondes sonores qu’elle émet sont comprimées devant elle et s’étirent derrière elle. Ces compressions et ces étirements provoquent un changement de fréquence perçu par l’auditeur. Lorsque la source sonore se rapproche, les ondes sonores sont “comprimées” et la fréquence perçue est plus élevée. Lorsque la source sonore s’éloigne, les ondes sonores sont “étirées” et la fréquence perçue est plus basse.
Exemple de l’effet Doppler avec une ambulance
Supposons qu’une ambulance se déplace vers une personne. La fréquence fondamentale de la sirène de l’ambulance est de 1000 Hz. Lorsque l’ambulance est immobile et se trouve à une distance de 100 mètres de la personne, la personne perçoit la fréquence de 1000 Hz.
Maintenant, lorsque l’ambulance commence à se déplacer vers la personne, la fréquence perçue de la sirène augmente en raison de l’effet Doppler. Supposons que la fréquence perçue augmente à 1100 Hz à mesure que l’ambulance se rapproche.
Ensuite, lorsque l’ambulance passe devant la personne et continue à s’éloigner, la fréquence perçue de la sirène diminue en raison de l’effet Doppler. Supposons que la fréquence perçue diminue à 900 Hz à mesure que l’ambulance s’éloigne.
Ces valeurs ne sont qu’un exemple, mais elles illustrent comment la fréquence perçue change en fonction du mouvement relatif entre l’ambulance et la personne.
Conclusion
En conclusion, la sirène d’une ambulance sonne de plus en plus bas au fur et à mesure de son déplacement en raison de l’effet Doppler. Lorsque l’ambulance s’approche, la fréquence perçue est plus élevée (son plus aigu) et lorsque l’ambulance s’éloigne, la fréquence perçue est plus basse (son plus bas). Cela se produit en raison des compressions et des étirements des ondes sonores causés par le mouvement relatif entre l’ambulance et l’auditeur.
1. Comment l’effet Doppler affecte-t-il les fréquences sonores des ambulances?
L’effet Doppler peut affecter les fréquences sonores des ambulances en modifiant la fréquence perçue par l’auditeur en fonction du mouvement relatif entre l’ambulance et l’auditeur. Lorsque l’ambulance s’approche, la fréquence perçue est plus élevée (son plus aigu) et lorsque l’ambulance s’éloigne, la fréquence perçue est plus basse (son plus bas).
2. Qu’est-ce qui cause l’effet Doppler dans le cas des sirènes d’ambulance?
L’effet Doppler dans le cas des sirènes d’ambulance est causé par le mouvement relatif entre l’ambulance et l’auditeur. Lorsque l’ambulance s’approche, les ondes sonores sont comprimées devant elle, ce qui augmente la fréquence perçue. Lorsque l’ambulance s’éloigne, les ondes sonores s’étirent, ce qui diminue la fréquence perçue.
3. Quelles autres sources sonores peuvent être affectées par l’effet Doppler?
Outre les sirènes d’ambulance, l’effet Doppler peut également affecter les fréquences sonores des avions volant à basse altitude, des véhicules d’urgence, des trains passant à grande vitesse et des véhicules de course.
4. Existe-t-il des applications pratiques de l’effet Doppler dans d’autres domaines?
Oui, l’effet Doppler a plusieurs applications pratiques dans d’autres domaines. Par exemple, en astronomie, il est utilisé pour déterminer le mouvement des étoiles et des galaxies. En météorologie, il est utilisé pour mesurer la vitesse des précipitations. En médecine, il est utilisé dans les échographies Doppler pour mesurer la vitesse du flux sanguin.
5. Quelles sont les limites de l’effet Doppler? Y a-t-il des facteurs qui peuvent influencer sa précision?
Les limites de l’effet Doppler incluent la nécessité d’un mouvement relatif entre la source sonore et l’auditeur pour qu’il se produise. De plus, d’autres facteurs tels que le bruit ambiant, les obstacles physiques et les réflexions des ondes sonores peuvent influencer sa précision. L’exactitude de l’effet Doppler peut également être affectée par la vitesse de déplacement de la source sonore et de l’auditeur.
6. Comment l’effet Doppler est-il utilisé dans les radars de la circulation routière?
Dans les radars de la circulation routière, l’effet Doppler est utilisé pour mesurer la vitesse des véhicules. Lorsqu’un véhicule se déplace vers un radar de la circulation, la fréquence perçue des ondes radio réfléchies par le véhicule augmente en raison de l’effet Doppler. En mesurant cette variation de fréquence, le radar peut estimer la vitesse du véhicule.
7. L’effet Doppler est-il uniquement applicable au son?
Non, l’effet Doppler n’est pas uniquement applicable au son. Il s’applique également aux ondes électromagnétiques telles que la lumière et les ondes radio. Par exemple, il est utilisé pour expliquer le décalage vers le rouge des galaxies lointaines dans le domaine de l’astronomie.
8. Y a-t-il des dispositifs ou des applications qui exploitent délibérément l’effet Doppler pour des avantages pratiques?
Oui, il existe plusieurs dispositifs et applications qui exploitent délibérément l’effet Doppler pour des avantages pratiques. Certains exemples comprennent les radars de mesure de vitesse, les échographies Doppler en médecine, les capteurs de mouvement utilisés dans les systèmes de sécurité et de contrôle de la circulation, et les LIDAR utilisés dans les voitures autonomes pour détecter les obstacles.
Les informations contenues dans cet article sont basées sur les sources web suivantes consultées le 27 août 2023 :
[1] High Pitch, Low Pitch | CK-12 Foundation
[2] The Doppler effect
[3] Ear-generated Doppler shifts in bat biosonar
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