Effet Doppler-Fizeau

 

L'effet Doppler est le décalage de fréquence d’une onde acoustique ou électromagnétique entre la mesure à l'émission et la mesure à la réception lorsque la distance entre l'émetteur et le récepteur varie au cours du temps. Cet effet fut découvert par le physicien autrichien Christian Doppler en 1842 et fut également proposé par Hippolyte Fizeau pour les ondes électromagnétiques en 1848.

L’effet Doppler Fizeau est utilisé par un radar pour deux tâches :

• Mesure de la vitesse des cibles ;

• Filtre des faux échos pour la Visualisation des cibles mobiles.

 

Pour comprendre ce phénomène, il s’agit de penser à une onde à une fréquence donnée qui est émise vers un observateur en mouvement, ou vis-versa. La longueur d’onde du signal est constante mais si l’observateur se rapproche de la source, il se déplace vers les fronts d’ondes successifs et perçoit donc plus d’ondes par seconde que s’il était resté stationnaire, donc une augmentation de la fréquence. De la même manière, s’il s’éloigne de la source, les fronts d’onde l’atteindront avec un retard qui dépend de sa vitesse d’éloignement, donc une diminution de la fréquence. (voir l'animation)

 

Dans le cas sonore, cela se traduit par un son plus aigu lors d’un rapprochement de la source et un son plus grave en s’éloignant de celle-ci.

 

Dans le domaine de la lumière visible, on parle de décalage vers le bleu pour un rapprochement et vers le rouge dans le cas d’éloignement en se référant au spectre lumineux. La même chose s’applique à toutes les gammes d’ondes électromagnétiques dont les ondes utilisées par les radars.