L'effet Doppler apparaît quand l'émetteur et le récepteur d'une onde se déplacent l'un par rapport à l'autre.
La fréquence du signal reçue par le récepteur est alors différente de la fréquence émise par l'émetteur.
On pourrait penser que seule la vitesse relative du récepteur par rapport à l'émetteur suffise à calculer
la fréquence reçue par le récepteur en fonction de la fréquence émise par l'émetteur.
Ce n'est pas si simple.
En effet, imaginons pour une onde sonore( v = 340 m/s ) deux cas de figure :
- l'émetteur est fixe et le récepteur séloigne de l'émetteur à 500 m /s. Dans ce cas, le son n'atteindra jamais le récepteur,
- le récepteur est fixe et l'émetteur s'éloigne du récepteur à 500 m / s. Dans ce cas le son atteindra le récepteur.
Dans ces deux cas, la vitesse relative de l'un par rapport à l'autre est la même mais les effets sont très différents. Il faudra donc distinguer dans la théorie, la vitesse propre de l'émetteur et la vitesse propre du récepteur.
Quelques définitions …
Soit v la vitesse de propagation de l'onde.
Soit vé la vitesse du recepteur (prise en valeur algébrique - positive si dans le sens de propagation de l'onde - négative sinon).
Soit Fé la fréquence de l'onde émise par l'émetteur.
Soit vr la vitesse du recepteur (prise en valeur algébrique - positive si dans le sens de propagation de l'onde - négative sinon ).
Soit Fr la fréquence de l'onde reçue par le récepteur.
… et une formule :
Quelques Applications:
L'effet Doppler permet la mesure des vitesses.
- contrôle de vitesse des véhicules routiers,
- mesure de la vitesse des aéronefs en aviation par les radars,
- mesure de la vitesse du sang (des hématies ) en médecine,
- mesure de la vitesse ( et donc de la distance ) des étoiles ou des
galaxies - décalage vers le rouge - en astronomie.
