Comment jouer à Passage de l'ambulance
- Choisis un test et lis sur la carte la note de la sirène, la vitesse de l'ambulance ou le son entendu.
- Utilise f' = f·v ÷ (v − v_s) quand elle approche et f' = f·v ÷ (v + v_s) quand elle s'éloigne, avec v = 340 m/s.
- Tape ta prédiction et appuie sur Démarrer. Regarde les crêtes se tasser devant l'ambulance.
- Compare la ligne orange pointillée avec le son entendu sur le graphique.
L'effet Doppler
Quand une source d'ondes se déplace, les ondes devant elle se tassent et les ondes derrière s'étirent. Le son va toujours à la même vitesse dans l'air, environ 340 m/s, donc les ondes tassées t'arrivent plus souvent : tu entends un son plus aigu. Les ondes étirées arrivent moins souvent : un son plus grave. C'est pourquoi une sirène ou une voiture de course fait « niiii-ooon » en passant : aiguë quand elle arrive, une chute rapide au passage, grave quand elle repart. Pour une source qui va à v_s, le son devant vaut f·v ÷ (v − v_s) et derrière f·v ÷ (v + v_s). La lumière fait de même : les radars de police et de météo mesurent des vitesses grâce au changement de fréquence des ondes renvoyées, et les astronomes savent, par le décalage vers le rouge de leur lumière, que les galaxies lointaines s'éloignent de nous.
Un modèle d'apprentissage ciblé
Le son va à 340 m/s dans l'air calme, sans vent, et les auditeurs ne bougent pas. L'ambulance roule en ligne droite à vitesse constante et la sirène ne change jamais. Dans la vue de la rue, le son est dessiné bien plus lentement qu'en vrai pour qu'on voie les crêtes, mais le rapport entre la vitesse de l'ambulance et celle du son est conservé. Le graphique au bord de la route utilise la vitesse à laquelle l'ambulance se rapproche, de 2 s avant son passage à 2 s après, sans compter le temps que met le son à arriver. Les réponses à 2 % près sont justes.