Effet Doppler

Soit une source sonore produisant un son d'une certaine fréquence f et qui se déplace par rapport à un observateur. Ce dernier entend alors soit une fréquence f ' soit plus élevée, soit plus basse. C'est l'effet Doppler !

Cette animation permet d'expérimenter l'effet Doppler sonore aussi bien visuellement qu'auditivement.

Le bouton Démarrer fait jouer un son partant d'une source (noire). Celle-ci émet alors des ondes circulaires grandissant à la vitesse du son (réglable) tout en restant centrée sur le point d'émission de l'onde. Au moment où les ondes atteignent l'observateur ou, mieux, l'auditeur (point bleu), ce dernier entend un son (pour autant que la case Jouer le son soit cochée et que le haut-parleur ne soit pas sur muet).

On peut choisir l'emplacement de l'observateur en cliquant sur le dessin à l'endroit souhaité. Si la touche Maj est enfoncée lors du click, l'observateur est placé sur la même horizontale que la source

Si on clique sur le bouton Recommencer, on revient à la situation de départ. On peut alors varier la vitesse de la source à l'aide du premier glisseur. On constate que les ondes du côté de l'observateur (si la source s'en approche) sont plus tassées du côté de l'observateur et le nombre d'ondes atteignant l'observateur par seconde est plus élevé qu'avant ce qui correspond à un son de fréquence plus élevée.

La case à cocher Fréquences perçues permet d'afficher la fréquence perçue par l'observateur (en fait, deux fréquences sont affichées : en noir la fréquence réelle f = v / λ qu'aurait un son avec une vitesse v et une longueur d'onde λ et en gris celle du son produit par l'animation dont la fréquence est 100 fois plus grande, afin d'être audible par l'oreille humaine de l'utilisateur…)

Une fois que la source a dépassé l'observateur, les ondes arrivent sur l'observateur de manière plus espacées, ce qui correspond à une fréquence plus basse (note plus basse). Chaque fois qu'un cercle (onde) passe par l'observateur, le point bleu représentant ce dernier s'épaissit pendant un petit instant, ce qui permet de constater que plus les cercles sont rapprochées, plus le rythme avec lequel ces cercles arrivent sur l'observateur est élevé, ce qui correspond à une fréquence perçue plus élevée…

On peut aussi donner une vitesse à l'observateur et constater des phénomènes semblables.

Un cas intéressant se présente si la vitesse de la source est plus élevée que la vitesse du son. Les ondes forment alors deux fronts (en fait, en 3D, elle forment un cône dont le sommet est la source qui se déplace). Lorsque l'un de ces fronts (en fait, le cône) atteit l'observateur, il s'y produit un bang supersonique car plusieurs cercles tangents au front arrivent quasiment en même temps vers l'observateur en s'additionnant ! Il y a alors deux fréquences perçues : celles des parties d'ondes allant dans le sens de la source et celles des parties d'ondes allant dans le sens contraire…

Il est possible d'enregistrer différentes configurations (dans une mémoire liée au navigateur utilisé) et de la nommer. Pour cela, régler les paramètres à votre guise (y compris l'affichage de l'aide ou non), puis cliquez sur le bouton configs, écrivez un nom dans le champ de texte sous le titre et validez en cliquant sur le bouton Ajouter. Une ligne supplémentaire se rajoute alors dans le tableau des configurations. Chaque ligne permet de :

• sélectionner la configuration (bouton de gauche avec le nom de la configuration),
• de la mettre à jour avec les réglages actuelles en appuyant sur le bouton MAJ,
• de la supprimer (bouton Supprimer),
• de la faire démarrer dès la sélection (case Auto start).
• Pour afficher l'aide automatiquement avec une configuration donnée, il suffit que l'aide soit visible au moment de l'enregistrement ou de la mise à jour de la configuration.

Pour fermer le panneau des configurations, cliquer sur le bouton Fermer ce panneau ou appuyer sur la touche esc.

Il est également possible d'obtenir une url pour les réglages actuellement en vigueur en cliquant sur le bouton Url ce qui copie dans le presse-papier une url qui utilisera les réglages en cours…

Le bouton Déf. permet de choisir les paramètres de la configuration par défaut.

L. Schellenberg 17.11.2022