L'effet Doppler

C’est la variation apparente de la fréquence d'une onde émise par une source en mouvement par rapport à un observateur ou l’inverse.

Pour comprendre son principe, imaginez que je lance des balles vers vous à une cadence soutenue et régulière et que vous essayez de les rattraper. Si je me rapproche, la fréquence avec laquelle vous recevez les balles (nombre de fois par seconde) augmente ; non pas parce que leur vitesse augmente mais parceque la distance qui les sépare de vous au moment où je les lance est réduite à chaque lancer.
Imaginons maintenant que je m'éloigne ; vous aurez plus de facilité pour attraper les balles car le temps entre la réception de chaque balle augmente (fréquence moins élevée).

Toujours concrètement, un observateur expérimente l'effet Doppler quand une voiture passe à ses côté ; notre observateur entend d'abord un son aigu quand le véhicule se rapproche (fréquence plus élevée) et un son grave quand celui-ci s'éloigne (les fronts d'onde sont plus éloignés les uns des autres).
Pour une illustration de ce phénomène cliquez ici

Dans un référentiel Galiléen, on peut calculer la fréquence avec laquelle les ondes sonores atteignent un observateur.

Si la source est en mouvement
Soient
=>v la vitesse radiale (d'éloignement ou de rapprochement par rapport au récepteur) de la source d'ondes,
=>c la vitesse de propagation,
=>T la période des ondes,
=>λ leur longueur d'onde,
=>f leur fréquence.
=>λ' et f ' sont la longueur d'onde et la fréquence reçues par l'observateur.

Alors
f ' = f / ( 1 ± v / c)

Si le récepteur est en mouvement
Soient
=>v la vitesse radiale (d'éloignement ou de rapprochement par rapport au récepteur) de la source d'ondes,
=>c la vitesse de propagation,
=>T la période des ondes,
=>λ leur longueur d'onde,
=>f leur fréquence.
=>λ' et f ' sont la longueur d'onde et la fréquence reçues par l'observateur.
Alors
f ' = f / ( 1 ± v / c)

Pour voir le détail des calculs cliquez ici

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