Doppler, effet

Doppler, effet, en physique, variation apparente de la fréquence d'une onde émise par une source en mouvement par rapport à un observateur.

L'effet tient son nom du physicien Christian Johann Doppler, qui établit le principe physique du phénomène sur les ondes sonores en 1842. Lorsque l’émetteur de l’onde se rapproche de l’observateur, la fréquence semble plus grande (l’onde est « tassée »), et lorsqu’il s’en éloigne, la fréquence semble plus faible (l’onde est « dilatée »). C’est pourquoi la sirène d'une ambulance paraît plus aiguë quand elle s'approche d'un observateur et plus grave lorsqu’elle s'éloigne de lui.

L’effet Doppler est également utilisé par les radars routiers : la vitesse (v) du véhicule est déduite du changement de fréquence de l’onde émise par le radar (ν), caractérisée par sa célérité c, et réfléchie par le véhicule (ν’), selon la formule :

v=(c/2)(1-ν’/ν)

L’effet Doppler est également appelé effet Doppler-Fizeau, en hommage au physicien Hippolyte Fizeau qui a étendu ce phénomène aux ondes lumineuses. Aujourd’hui, l’effet Doppler-Fizeau est très utilisé en cosmologie : à l’instar de l’exemple de l’ambulance, les raies du spectre d'un objet lumineux, tel qu'une étoile, sont décalées vers le rouge si cette distance augmente et, vers le violet si la distance entre l'étoile et la Terre diminue. On mesure ainsi le mouvement relatif de la Terre et de l'étoile.

On utilise aussi ce phénomène en médecine pour mesurer la vitesse de circulation du sang dans les vaisseaux. Cette technique est connue sous le nom de vélocimétrie Doppler-Fizeau.