L’effet Doppler est un phénomène physique où un changement apparent de la fréquence des ondes est présenté par une source sonore par rapport à son observateur lorsque cette même source est en mouvement.
Ce phénomène porte le nom de son découvreur Christian Andreas Doppler, un mathématicien et physicien autrichien qui a présenté ses premières théories sur le sujet en 1842.
Pour comprendre ce qu’est l’effet Doppler, il faut d’abord expliquer le voyage des ondes, à une vitesse de 331,5 m/s (selon le milieu dans lequel il se déplace).
Vous avez probablement entendu plus d’une fois la sirène d’une voiture de police ou d’une ambulance passer devant vous. Lorsque le son est éloigné et commence à se rapprocher, il est extrêmement aigu jusqu’à ce qu’il nous atteigne. Lorsqu’il est très proche de nous, le son devient différent, nous l’entendons comme si la voiture était arrêtée. Puis, lorsqu’il continue son voyage et s’éloigne, nous entendons un son beaucoup plus grave.
Cela se produit parce que les vagues commencent à se rassembler en même temps que la voiture se dirige dans une direction. L’image ci-dessus montre mieux l’idée des vagues et la vitesse des voitures.
L’effet Doppler n’est pas seulement pour le son, mais aussi pour d’autres types d’ondes, comme la lumière, bien que les humains ne puissent voir l’effet réfléchi dans la réalité.
Dans une source de lumière, si l’objet s’éloigne, sa lumière se déplace sur de plus grandes longueurs d’onde, produisant un décalage vers le rouge. Si l’objet se rapproche, sa lumière a une longueur d’onde plus courte, se déplaçant vers le bleu.
Ce décalage rouge ou bleu est très faible, même pour des vitesses élevées, comme les vitesses relatives entre les étoiles ou entre les galaxies, et l’œil humain ne peut pas le détecter, mais seulement le mesurer indirectement à l’aide d’instruments de précision tels que des spectromètres.
L’effet Doppler est utilisé dans certains types de radars, pour mesurer la vitesse des objets détectés. Un faisceau radar est tiré sur une cible en mouvement (par exemple une voiture) lorsqu’elle s’approche ou s’éloigne de la source radar.
Chaque onde radar successive doit se déplacer plus loin pour atteindre la voiture, avant d’être réfléchie et détectée à la source.
Plus l’onde s’éloigne, plus la distance entre chaque onde augmente, ce qui produit une augmentation de la longueur d’onde.
Dans certaines situations, le faisceau radar est utilisé avec la voiture en mouvement, et s’il s’approche du véhicule observé, alors chaque onde successive parcourt une distance plus courte, produisant une diminution de la longueur d’onde.
Dans toutes ces situations, les calculs de l’effet Doppler permettent de déterminer avec précision la vitesse du véhicule observé par le radar.
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