Mode d'emploi
- Saisissez la Fréquence de la source, par exemple 700 Hz pour une sirène.
- Saisissez la Vitesse de la source et la Vitesse de l'auditeur : une valeur positive pour un mouvement vers l'autre, une valeur négative pour un éloignement.
- Vérifiez la Vitesse du son dans l'air. La valeur par défaut, 340 m/s, est celle du niveau de la mer par temps standard.
- Lisez Fréquence perçue et Variation de fréquence, puis ouvrez le Détail du calcul pour la formule avec les nombres.
La formule
Quand une source sonore et un auditeur se déplacent dans l'air, la fréquence perçue par l'auditeur diffère de celle que la source émet. L'OpenStax donne le résultat pour une source et un observateur mobiles sous la forme f_o = f_s((v ± v_o)/(v ∓ v_s)), avec le signe du haut pour un rapprochement. Ici f_s est la fréquence de la source, f_o la fréquence perçue par l'auditeur, v la vitesse du son, v_o la vitesse de l'auditeur et v_s la vitesse de la source.
f_o = f_s × (v + v_o) ÷ (v − v_s)
f_s = fréquence de la source, Hz
v = vitesse du son dans l'air, m/s
v_o = vitesse de l'auditeur, positive vers la source
v_s = vitesse de la source, positive vers l'auditeur- Une source qui se rapproche de l'auditeur fait monter la fréquence perçue, car le dénominateur v − v_s devient plus petit.
- Un auditeur qui se rapproche de la source la fait monter aussi, par le numérateur v + v_o.
- La source doit être plus lente que le son, pour que v − v_s soit supérieur à zéro.
Ce que le calcul ne couvre pas
- Le vent, qui transporte le son et change sa vitesse au sol.
- Une source ou un auditeur qui se déplace à la vitesse du son ou plus vite, cas où cette formule ne s'applique pas.
- La lumière et les ondes radio. La même idée s'y applique, mais la formule est différente, et ce calculateur porte sur le son dans l'air.
Exemple : une sirène à 700 Hz qui se rapproche d'un auditeur
Une sirène émet 700 Hz et se déplace à 25 m/s vers un auditeur immobile, dans un air où le son voyage à 340 m/s. L'auditeur perçoit f_o = 700 × 340 ÷ (340 − 25) = 755,56 Hz, soit 55,56 Hz de plus que la fréquence de la sirène.
| Grandeur | Valeur |
|---|---|
| Fréquence perçue | 755,6 Hz |
| Variation de fréquence | +55,56 Hz |
Questions fréquentes
Pourquoi une sirène paraît-elle plus aiguë quand elle se rapproche de moi ?
Quand la source se rapproche de vous, chaque onde part d'un point plus proche de la précédente, de sorte que les ondes vous parviennent plus souvent. La formule le traduit par un dénominateur v − v_s plus petit, qui augmente la fréquence perçue.
Quelles unités puis-je saisir ?
Les cases de vitesse acceptent les mètres par seconde ou les km/h et les convertissent, donc 90 km/h équivaut à 25 m/s. Saisissez la fréquence en hertz, avec k, M ou G pour les milliers, les millions ou les milliards.
Quelle est la vitesse du son dans l'air ?
Au niveau de la mer, par temps standard, elle est d'environ 340 m/s. La NASA Glenn la donne pour ce cas d'environ 761 miles par heure (en anglais). Elle augmente quand l'air se réchauffe ; utilisez la valeur de l'air où vous vous trouvez quand vous la connaissez.
L'effet Doppler s'applique-t-il à la lumière ?
La même idée s'applique à la lumière et aux ondes radio, mais la formule diffère, car la lumière n'a pas besoin d'air pour se propager. Ce calculateur ne traite que le son dans l'air.
Que se passe-t-il si la source va plus vite que le son ?
La formule ne s'applique plus quand la source se déplace à la vitesse du son ou plus vite ; le calculateur affiche donc un message au lieu d'une fréquence. Utilisez une vitesse de source inférieure à la vitesse du son.
Pourquoi la variation est-elle négative quand la source s'éloigne ?
Quand la source s'éloigne, le dénominateur v − v_s devient plus grand, donc la fréquence perçue est plus basse que la fréquence émise. Une variation négative signifie que le son entendu est plus grave.
Sources
- OpenStax University Physics Volume 1 (en anglais), section 17.7 : The Doppler Effect (équation 17.20)
- NASA Glenn (en anglais) : vitesse du son, environ 761 miles par heure au niveau de la mer par temps standard
Chiffres et texte vérifiés pour la dernière fois le jeudi 12 novembre 2026.