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Calculateur d’Effet Doppler

Examinez le mouvement d’une source ou d’un observateur avec le calculateur d’effet Doppler de MiniWebtool. La fréquence de la source, les directions et vitesses du mouvement ainsi que le milieu de propagation déterminent le décalage de fréquence modélisé, illustré par des fronts d’onde comprimés et étirés.

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Source de 440 Hz à 30 m/s en approche : vous entendez 482,17 Hz

Choisissez le calcul classique ou relativiste, le milieu et les unités, puis saisissez la fréquence, les vitesses et les directions de la source et de l'observateur.

⚡ Exemples rapides
1 Mode et milieu
Classique pour le son et l'eau. Relativiste pour la lumière, la radio et le radar.
Vitesse du son en conditions typiques, ou vide pour la lumière.
m/s
Utilisé uniquement si vous choisissez "Vitesse d'onde personnalisée" ci-dessus.
2 Fréquence de la source
Hz
Utilisez les hertz simples. Le résultat passe automatiquement en kHz / MHz / GHz.
Utilisée pour les entrées de vitesse de la source et de l'observateur ci-dessous.
3 Mouvement de la source
m/s · km/h · mph
Amplitude uniquement — choisissez la direction avec les boutons.
"Vers" signifie que la source se déplace vers l'observateur.
4 Mouvement de l'observateur
m/s · km/h · mph
Mettre à zéro si l'auditeur est immobile.
"Vers" signifie que l'observateur se déplace vers la source.

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Calculateur d’Effet Doppler

Le Calculateur d'Effet Doppler calcule la fréquence, la longueur d'onde et la hauteur qu'un observateur détecte lorsqu'une source sonore ou lumineuse est en mouvement — ou lorsque l'observateur lui-même se déplace. Choisissez un milieu d'onde, saisissez la fréquence source et les vitesses, sélectionnez la direction, et voyez le résultat, l'animation des fronts d'onde et (pour les fréquences audibles) une lecture audio réelle du ton décalé.

En bref

Le Calculateur d’Effet Doppler calcule la fréquence observée, la variation de longueur d’onde et le décalage de hauteur lorsqu’une source d’onde ou un observateur est en mouvement. Il prend en charge les ondes sonores classiques et la lumière relativiste, avec une animation des fronts d’onde.

Calculateur d’Effet Doppler: fonctionnalités en un coup d’œil
FonctionnalitéCe que vous obtenezIdéal pour
Deux modesMode classique pour le son, l’eau et les autres ondes mécaniques. Mode relativiste pour la lumière, la radio et le radar.Sirènes et sonars, ou pistolets radar et galaxies
Milieux de propagationAir, hélium, eau douce, eau de mer, acier et vide, ou une vitesse d’onde personnalisée. L’air à 20 C utilise 343 m/s.Comparer le même mouvement dans différents milieux
Mouvement de la source et de l’observateurRéglez la vitesse et la direction (vers, s’éloignant ou immobile) pour la source comme pour l’observateur.Source mobile, auditeur mobile ou les deux
UnitésVitesses en unités SI, km/h ou mph. Les fréquences passent en kHz, MHz, GHz ou THz selon les besoins.Saisir les vitesses telles qu’elles sont annoncées
RésultatsFréquence observée, décalage de fréquence en pourcentage et en demi-tons, variation de longueur d’onde et calcul détaillé étape par étape.Vérifier un devoir de physique
Animation et audioLes fronts d’onde montrent le décalage vers le bleu et vers le rouge. Pour les fréquences audibles, les boutons Lecture jouent le son de la source, le son observé et un balayage.Entendre le changement de hauteur d’une sirène qui passe
PréréglagesExemples en un clic : sirène, klaxon de train, avion subsonique, sonar, pistolet radar, galaxie qui s’éloigne et vaisseau à 0.5 c.Partir d’un scénario réaliste

Comment utiliser ce calculateur d'effet Doppler

  1. Choisissez le mode Doppler. Sélectionnez Classique pour le son, l'eau ou toute onde mécanique. Sélectionnez Relativiste pour la lumière, la radio et le radar.
  2. Choisissez le milieu de propagation — air à 20 °C, hélium, eau douce ou salée, acier ou vide. Vous pouvez également saisir une vitesse d'onde personnalisée.
  3. Saisissez la fréquence de la source en hertz. Le résultat passe automatiquement en kHz, MHz, GHz ou THz selon les besoins.
  4. Réglez la vitesse de la source, puis cliquez sur un bouton de direction : → Vers l'observateur, ← S'éloigne, ou ● Immobile. Faites de même pour l'observateur.
  5. Appuyez sur Calculer et lisez la fréquence observée, le décalage de fréquence, le changement de longueur d'onde, les fronts d'onde animés et (pour les sons audibles) jouez la différence de hauteur réelle.

Ce qui rend ce calculateur différent

Écoutez le décalage Doppler Pour les résultats dans la gamme audible, nous synthétisons le son source, le son observé et un glissement fluide à l'aide de l'API Web Audio du navigateur. Aucun autre calculateur ne vous permet d'entendre réellement ce que vous venez de calculer.
Animation réelle des fronts d'onde Le SVG anime une source émettrice et des crêtes d'onde se propageant en temps réel. Observez les crêtes s'accumuler devant le mouvement (blueshift) et s'étirer derrière lui (redshift).
Classique et relativiste dans un seul outil Le même formulaire couvre les ambulances et les vaisseaux spatiaux. La formule classique gère les sirènes et les ultrasons ; la formule relativiste gère correctement les radars, les galaxies lointaines et tout ce qui approche la vitesse de la lumière.

La formule de l'effet Doppler

Pour une onde classique (son, eau, ultrasons ou toute onde mécanique), la fréquence observée \(f_o\) est :

\[ f_o \;=\; f_s \cdot \dfrac{c + v_o}{c - v_s} \]

où \(f_s\) est la fréquence source, \(c\) est la vitesse de l'onde dans le milieu, \(v_o\) est la vitesse de l'observateur (positive quand il se déplace vers la source) et \(v_s\) est la vitesse de la source (positive quand elle se déplace vers l'observateur). Pour la lumière ou toute onde électromagnétique, on utilise la formule Doppler relativiste :

\[ f_o \;=\; f_s \cdot \sqrt{\dfrac{1 + \beta}{1 - \beta}} \quad\text{avec}\quad \beta = \dfrac{v_{rel}}{c} \ ]

Ici \(v_{rel}\) est la vitesse relative sur la ligne de visée (positive quand la source et l'observateur s'approchent), et \(c\) est la vitesse de la lumière, 299 792 458 m/s. La formule relativiste est symétrique par rapport au mouvement de la source et de l'observateur, mais pas la formule classique — une source mobile produit un décalage différent d'un observateur mobile à la même vitesse.

Vitesses d'onde utilisées dans ce calculateur

Calculateur d’Effet Doppler: Vitesses d'onde utilisées dans ce calculateur
Milieu Vitesse (m/s) Usage typique
Air à 20 °C343Sirènes, musique, voix, klaxons
Air à 0 °C331Calculs en hiver ou à haute altitude
Hélium à 20 °C1007"Voix d'hélium" — la vitesse du son décalant les formants
Eau douce à 20 °C1482Hydrophones de lac, acoustique de piscine
Eau de mer à 25 °C1533Sonar, biologie marine, communication sous-marine
Acier5960Écoute de rails, tests ultrasoniques non destructifs
Vide299 792 458Lumière, radar, radio — utilise la formule relativiste

Exemple concret : Sirène de police

Une sirène d'ambulance émet 700 Hz et s'approche d'un auditeur immobile à 90 km/h ≈ 25 m/s dans de l'air à 20 °C (c = 343 m/s).

  • Vitesse source vers l'observateur : \(v_s = +25\) m/s. L'observateur est immobile : \(v_o = 0\).
  • \(f_o = 700 \cdot \dfrac{343 + 0}{343 - 25} = 700 \cdot \dfrac{343}{318} \approx 755,0\) Hz.
  • Décalage de fréquence \(\Delta f \approx +55\) Hz (+7,9%). En termes musicaux, c'est environ 1,3 demi-ton plus haut.
  • Après son passage, alors qu'elle s'éloigne, la formule change : \(v_s = -25\) m/s donne \(f_o \approx 652\) Hz. La chute totale que vous entendez au passage est d'environ 103 Hz (environ 2,5 demi-tons).

Pourquoi le son d'une voiture qui passe chute en hauteur

À mesure que la voiture s'approche, chaque crête d'onde successive est émise un peu plus près de vous que la précédente — les crêtes se regroupent donc, arrivant à votre oreille plus fréquemment qu'elles n'ont été émises. Une fois passée, chaque crête naît plus loin de vous que la précédente, elles s'espacent donc et arrivent moins fréquemment. Le pic (quand la voiture est juste à côté de vous) est le moment où la fréquence apparente change le plus rapidement — c'est ce qui donne à la sirène son glissement dramatique, même si la source émet un ton constant.

Blueshift, Redshift et Cosmologie

En astronomie, l'effet Doppler nous permet de mesurer la vitesse à laquelle les étoiles et les galaxies s'approchent ou s'éloignent de nous. La lumière d'une galaxie qui s'éloigne subit un décalage vers le rouge (redshift) — ses raies spectrales se déplacent vers des longueurs d'onde plus longues. La lumière d'une galaxie qui s'approche subit un décalage vers le bleu (blueshift). L'observation d'Edwin Hubble en 1929 montrant que les galaxies lointaines sont systématiquement décalées vers le rouge est l'une des preuves fondamentales de l'expansion de l'univers.

Radar Doppler et radars de police

Un radar émet des micro-ondes à une fréquence fixe (souvent autour de 10 GHz, 24 GHz ou 35 GHz). Les ondes rebondissent sur un véhicule en mouvement et reviennent avec un décalage Doppler double — une fois à l'aller et une fois au retour. Le radar mesure ce décalage et le convertit en vitesse. L'approximation classique fonctionne bien ici car les vitesses des véhicules sont infimes par rapport à la vitesse de la lumière, mais un système sérieux utilise la formule relativiste pour rester précis.

Foire Aux Questions

Qu'est-ce que l'effet Doppler en termes simples ?
C'est le changement de fréquence ou de hauteur d'une onde qu'un observateur mesure, causé par le mouvement relatif de la source ou de l'observateur. Un mouvement d'approche augmente la hauteur ; un mouvement d'éloignement la diminue.

Pourquoi la sirène change-t-elle de son en passant ?
En s'approchant, chaque crête est émise plus près de vous. Elles atteignent votre oreille plus souvent par seconde, ce qui sonne plus aigu. Après le passage, les crêtes sont espacées et vous entendez un son plus grave.

Qu'est-ce que le décalage vers le bleu et vers le rouge ?
Le blueshift signifie une fréquence observée plus haute, ce qui arrive quand on se rapproche. Le redshift est l'inverse. Les astronomes utilisent le redshift des galaxies pour prouver que l'univers est en expansion.

Quand utiliser le mode relativiste ?
Utilisez-le pour la lumière, la radio, le radar, ou dès que la vitesse relative dépasse quelques pourcents de la vitesse de la lumière. Pour les sons du quotidien, le mode classique est exact.

Pourquoi le calculateur mentionne-t-il le bang sonique ?
Dans la formule classique, le dénominateur devient nul ou négatif si la source égale ou dépasse la vitesse de l'onde. À cette vitesse, les fronts d'onde s'accumulent pour former un cône de choc — un bang sonique — et une fréquence observée unique n'a plus de sens physique.

Puis-je entendre le changement de hauteur ?
Oui. Lorsque les fréquences sont audibles (20 Hz à 20 kHz), la section résultat propose des boutons Lecture pour synthétiser les tons purs réels ainsi qu'un glissement sonore de l'un vers l'autre.

Ce calculateur fonctionne-t-il pour l'eau et l'hélium ?
Oui. Choisissez le milieu correspondant et le calculateur utilisera la vitesse du son correcte. Les systèmes sonar, la communication des dauphins et même les expériences de "voix d'hélium" suivent tous la même formule Doppler.

Citez ce contenu, cette page ou cet outil comme suit :

"Calculateur d’Effet Doppler" sur https://MiniWebtool.com/fr/calculateur-d-effet-doppler/ de MiniWebtool, https://MiniWebtool.com/

par l'équipe miniwebtool. Mis à jour : 2026-05-15

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