Fiche de révision : Effet Doppler et décalage fréquentiel

📋 Plan du Cours

1. Phénomène Doppler et variation reçue
2. Fréquence reçue selon le mouvement
3. Décalage Doppler et approximations
4. Effet Doppler-Fizeau en lumière

📖 1. Phénomène Doppler et variation reçue

🔑 Notions clés & Définitions

• Effet Doppler : Variation de fréquence de l’onde perçue lorsque sa source est en mouvement par rapport à l’observateur.

📝 Points essentiels

📌 Lorsque l’émetteur et le récepteur se rapprochent, la fréquence reçue $f_R$ augmente par rapport à la fréquence émise $f_E$, tandis que lorsqu’ils s’éloignent, $f_R$ diminue par rapport à $f_E$.

💡 Astuce mémo

Rapprochement : fréquence reçue plus haute ; éloignement : fréquence reçue plus basse.

📖 2. Fréquence reçue selon le mouvement

★ À maîtriser

📐 Formule - Pour un émetteur qui s’éloigne d’un observateur fixe, la fréquence reçue est $f_R=f_E\frac{c}{c+v}$.

Compléments

• Pour un émetteur qui se rapproche à vitesse constante d’un observateur fixe, la période reçue est $T_R=T_E\frac{c-v}{c}$, donc la fréquence reçue est $f_R=f_E\frac{c}{c-v}$.

• Dans les expressions de la fréquence reçue, $v$ est la vitesse de l’émetteur par rapport au récepteur en m·s⁻¹, $c$ la célérité de l’onde émise en m·s⁻¹, et $f_E$ et $f_R$ les fréquences émise et reçue en Hz.

📖 3. Décalage Doppler et approximations

🔑 Notions clés & Définitions

• Décalage Doppler : Différence entre la fréquence reçue et la fréquence émise, soit $\Delta f=f_R-f_E$.

★ À maîtriser

📐 Formule - Pour un émetteur qui se rapproche, le décalage Doppler vaut $\Delta f=f_E\frac{v}{c-v}$ et il est positif.

📐 Formule - Pour un émetteur qui s’éloigne, le décalage Doppler vaut $\Delta f=-f_E\frac{v}{c+v}$ et il est négatif.

Compléments

📐 Formule - Si $c\gg v$, les décalages approchés sont $\Delta f\approx f_E\frac{v}{c}$ en rapprochement et $\Delta f\approx -f_E\frac{v}{c}$ en éloignement.

• Si l’émetteur est fixe par rapport au récepteur, le décalage Doppler est nul et il n’y a pas d’effet Doppler.

💡 Astuce mémo

Rapprochement : décalage positif ; éloignement : décalage négatif.

📖 4. Effet Doppler-Fizeau en lumière

★ À maîtriser

• L’effet Doppler-Fizeau désigne l’application du phénomène Doppler à la lumière et, plus largement, aux ondes électromagnétiques.

Compléments

• Fizeau a découvert que le phénomène Doppler s’applique aussi à la lumière, après la découverte de Doppler.