Christian Doppler
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L’effet Doppler (ou Doppler-Fizeau dans le cas des ondes électromagnétiques) est l’effet du déplacement d’une source d’ondes acoustiques (ou électromagnétiques) sur la fréquence perçue par un observateur au repos, ou mesurée par un instrument d’observation fixe. Ainsi, le son de la sirène des pompiers ou du moteur d’une voiture de course est-il entendu comme plus aigu lorsque le véhicule se rapproche et plus grave lorsqu’il s’éloigne d’un auditeur. La mesure de la fréquence du son ou du rayonnement émis par un objet se rapprochant de l’observateur est supérieure à sa valeur initiale.
Découvert en 1842 par le physicien autrichien Christian Doppler, ce phénomène fut étudié par l’astronome français Hippolyte Fizeau, qui en élabora la théorie en 1848. La formule donnant la différence de fréquence en fonction de la vitesse de la source n’est pas la même en mécanique classique et en physique relativiste.
En imagerie médicale par échographie, l’utilisation de l’effet Doppler sur des ultrasons permet de déterminer la vitesse du sang dans les vaisseaux, ce qui est crucial pour la recherche de certaines pathologies. Dans le domaine électromagnétique, l’effet Doppler permet de connaître la vitesse d’éloignement des planètes, étoiles ou galaxies en observant le spectre d’émission de leurs éléments. Il donne aussi accès aux vitesses des gaz interstellaires, et même à leur température car la vitesse d’agitation thermique est la cause d’un élargissement des raies spectrales.
Hippolyte Fizeau
© Photos.com/ Jupiterimages
Les radars de contrôle routier déterminent la vitesse d’une automobile en mesurant précisément la fréquence de l’onde renvoyée en écho par le véhicule.
Effet Doppler-Fizeau
© Shutterstock
Radar automobile
© M. Pichon/ Shutterstock
Effet Doppler-Fizeau
© Encyclopædia Universalis France
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