Calculateur d'effet Doppler

Calculez la fréquence observée lorsque la source d'ondes, l'observateur ou les deux se déplacent.

Calculer la fréquence décalée par effet Doppler
Utilisez l'équation classique de Doppler pour les ondes se propageant dans un milieu.

Saisissez des vitesses positives lorsque l'observateur et la source se rapprochent, négatives lorsqu'ils s'éloignent.

À propos de l'effet Doppler

L'effet Doppler est la variation de fréquence observée due au mouvement relatif entre une source d'ondes et un observateur. Lorsqu'ils se rapprochent, les fronts d'onde atteignent l'observateur plus souvent et la fréquence mesurée augmente. Lorsqu'ils s'éloignent, les arrivées sont plus espacées et la fréquence diminue. Ce calculateur utilise la relation classique f observée = f source × (c + vo) / (c - vs). Ici, c est la vitesse de l'onde dans le milieu, vo la vitesse de l'observateur vers la source et vs celle de la source vers l'observateur. Les signes représentent la direction dans cette écriture. Saisissez une vitesse positive pour l'observateur allant vers la source et pour la source allant vers l'observateur. Une valeur négative correspond au mouvement d'un objet qui augmente leur séparation. Les vitesses doivent être mesurées par rapport au milieu, et pas seulement l'une par rapport à l'autre. Pour le son, l'air immobile sert de référence ; le vent modifie la propagation et doit être traité de façon cohérente. Dans l'air sec vers 20 degrés Celsius, le son se propage à environ 343 mètres par seconde. Cette vitesse varie avec la température, l'humidité, la composition du gaz et l'altitude. Le son va bien plus vite dans les liquides et les solides : saisissez une valeur adaptée au milieu. L'expression classique exige une vitesse de la source, dans le sens du rapprochement, inférieure à celle de l'onde. À l'approche de cette limite, la compression devient extrême et les hypothèses usuelles ne tiennent plus ; à cette vitesse et au-delà, il faut analyser les ondes de choc. L'équation convient aux sirènes, klaxons, machines en mouvement et exercices sur les ondes. L'échographie médicale et le radar utilisent aussi le principe Doppler, mais leurs systèmes font souvent intervenir réflexion, angles et traitement spécialisé du signal. La lumière dans le vide n'a pas besoin de milieu ; à vitesse relative importante, elle exige la formule Doppler relativiste. Cet outil n'inclut ni correction relativiste, ni doublement par réflexion, ni angle entre vitesse et ligne de visée. Pour un mouvement oblique, utilisez seulement les composantes radiales. Pour toute interprétation médicale, de navigation, de contrôle réglementaire ou critique pour la sécurité, appuyez-vous sur des instruments étalonnés et le modèle propre au domaine.

Exemples d'effet Doppler

Onde et mouvementFréquence observéeConfiguration
1,000 Hz, source en approche à 10 m/s1,030.030 HzObservateur immobile, c = 343 m/s
1,000 Hz, observateur en approche à 20 m/s1,058.309 HzSource immobile, c = 343 m/s
500 Hz, source s'éloignant à 15 m/s479.050 HzVitesse de la source saisie : -15 m/s

Comment calculer le décalage Doppler

  1. Saisissez la fréquence émise par la source au repos.
  2. Saisissez la vitesse de l'onde dans le milieu concerné.
  3. Saisissez des vitesses positives de rapprochement ou négatives d'éloignement pour les deux objets.
  4. Sélectionnez Calculer la fréquence observée et comparez le résultat à la fréquence de la source.

Questions fréquentes

Pourquoi une source qui approche semble-t-elle plus aiguë ?

Son mouvement comprime les fronts d'onde successifs devant elle. L'observateur reçoit davantage de cycles par seconde et mesure donc une fréquence plus élevée.

Quel signe utiliser pour la vitesse ?

La vitesse de la source ou de l'observateur est positive si son mouvement réduit la distance. Elle est négative si le mouvement de cet objet augmente la séparation.

Quelle vitesse saisir pour le son ?

Environ 343 m/s convient à l'air sec près de 20 degrés Celsius. Utilisez une autre valeur mesurée ou calculée si la température ou le milieu diffère.

Peut-on utiliser ce calculateur pour la lumière ?

Pas lorsque la relativité intervient, car la lumière suit la relation Doppler relativiste. Ce calculateur utilise la forme classique avec milieu, adaptée au son et aux ondes similaires.

Que se passe-t-il à la vitesse du son ?

Le dénominateur tend vers zéro dans cette équation simplifiée et le modèle ne décrit plus la réalité. Les sources soniques et supersoniques créent des ondes de choc nécessitant une autre analyse.