Qu'est-ce que effet doppler ?

L'effet Doppler est le changement de fréquence d'une onde (sonore ou électromagnétique) perçu par un observateur en mouvement relatif par rapport à la source de l'onde.

• Principe de base: Quand la source d'une onde se rapproche de l'observateur, la fréquence perçue augmente (son plus aigu, lumière décalée vers le bleu). Quand la source s'éloigne, la fréquence perçue diminue (son plus grave, lumière décalée vers le rouge).

• Formule (approximation pour le son, vitesses faibles comparées à celle du son) : f' = f (v ± vo) / (v ± vs) où :

  • f' est la fréquence perçue
  • f est la fréquence émise
  • v est la vitesse de l'onde (ex : du son dans l'air)
  • vo est la vitesse de l'observateur (signe + si l'observateur se rapproche de la source, - s'il s'éloigne)
  • vs est la vitesse de la source (signe - si la source se rapproche de l'observateur, + si elle s'éloigne)

• Applications:

  • Radar Doppler (mesure de vitesse, météorologie)
  • Echolocation (chauves-souris, dauphins)
  • Astronomie (mesure de la vitesse radiale des étoiles et des galaxies, décalage vers le rouge cosmologique)
  • Imagerie médicale (échographie Doppler pour mesurer le flux sanguin)
  • Contrôle de la circulation (mesure de la vitesse des véhicules)

• Effet Doppler relativiste: Pour les ondes électromagnétiques (lumière) et les vitesses proches de celle de la lumière, la formule classique doit être remplacée par la formule relativiste.

• Différence avec l'onde de choc: L'effet Doppler est un changement de fréquence, tandis qu'une onde de choc (comme un bang sonique) est une accumulation d'énergie lorsque la source se déplace plus vite que la vitesse de l'onde.