🔊 Effet Doppler

Chaque front d'onde se propage vers l'extérieur à la vitesse du son depuis le point où il a été émis. Comme la source continue d'avancer entre les émissions, chaque nouveau front commence en avant du précédent, donc les écarts entre les fronts rétrécissent dans la direction du déplacement. Une longueur d'onde comprimée signifie une période plus courte et donc une fréquence reçue plus élevée.

Les préréglages fixent le curseur de vitesse de la source à des valeurs données : Voiture sélectionne 30% de la vitesse du son, Rapide sélectionne 80%, et Sonique sélectionne 95%, juste en dessous du mur du son. Ce sont des moyens rapides de comparer un léger décalage Doppler à la compression spectaculaire observée quand la source approche Mach 1.

Lorsque la source atteint ou dépasse la vitesse du son (Mach 1), les fronts d'onde ne peuvent plus la devancer et s'accumulent en un front de choc en forme de cône. La simulation dessine ce cône de Mach avec un demi-angle d'arcsinus(1/Mach), de sorte que le cône se resserre à mesure que la source va plus vite. Dans l'air, ce front de choc est entendu au sol comme un bang supersonique.

Elle capture qualitativement la physique correcte et utilise l'équation de Doppler standard pour source en mouvement, donc les relations de fréquence et la géométrie du cône de Mach sont valides. C'est un modèle bidimensionnel simplifié : les distances sont normalisées plutôt qu'en mètres, le milieu est traité comme immobile et uniforme, et des effets comme l'atténuation, le vent et les réflexions sont omis pour plus de clarté.

Non. Un décalage se produit dès qu'il y a un mouvement relatif entre la source et l'observateur. Cette simulation modélise une source en mouvement avec des observateurs stationnaires, mais un observateur en mouvement produirait un décalage apparenté avec une formule légèrement différente. Quand les deux se déplacent, les deux effets se combinent dans l'équation de Doppler complète.

Les radars de police et météo font rebondir des ondes sur des objets en mouvement et mesurent le décalage de fréquence pour trouver la vitesse. Les astronomes utilisent le décalage vers le rouge de la lumière des galaxies lointaines pour mesurer leur vitesse d'éloignement, une preuve clé de l'expansion de l'univers. L'échographie Doppler médicale mesure le décalage des cellules sanguines en mouvement pour évaluer le flux sanguin.

Pendant que le véhicule approche, ses fronts d'onde sont comprimés et vous entendez une hauteur plus élevée. À l'instant où il passe et commence à s'éloigner, les fronts d'onde s'étirent et la hauteur chute. Le changement paraît brutal car le décalage passe de la formule avant à la formule arrière au moment où la source passe, même si la fréquence de la source ne change jamais réellement.