Physique-chimie (spécialité) · TerminaleBac
Effet Doppler : quiz de Terminale (spécialité physique-chimie)
Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- L'effet Doppler est le décalage de fréquence d'une onde entre l'émission et la réception quand la distance entre émetteur et récepteur varie au cours du temps.4
- Rapprochement : son plus aigu, raie spectrale décalée vers le bleu ; éloignement : son plus grave, décalage vers le rouge.4
- Si l'émetteur est immobile par rapport au récepteur, il n'y a pas de décalage.4
- Pour une source sonore qui se rapproche à la vitesse , la longueur d'onde reçue vaut et la fréquence reçue .
Avant de commencer
Ce quiz couvre l'ensemble de la notion d'effet Doppler telle qu'on la rencontre en Terminale, dans le chapitre « Ondes et signaux ». Le programme de spécialité cite l'effet Doppler parmi les phénomènes propres aux ondes, avec la diffraction et les interférences.1 Il demande de le décrire et de l'interpréter qualitativement, d'établir l'expression du décalage dans un cas simple, et de mettre en œuvre un dispositif qui l'étudie en acoustique.1
Les questions suivent une progression : d'abord le vocabulaire et l'histoire, puis le sens du décalage (plus aigu, plus grave, vers le bleu, vers le rouge), ensuite des calculs de fréquence et de longueur d'onde, enfin les applications et les pièges classiques.
Quiz
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L'effet Doppler désigne le changement de fréquence qu'on constate entre ce qui est émis et ce qui est reçu dès que la séparation entre les deux appareils évolue au fil du temps.4 Augmenter la puissance modifie l'amplitude ou l'intensité, pas la fréquence. Le changement de direction derrière un obstacle relève de la diffraction, et l'annulation en certains points relève des interférences : ce sont deux autres phénomènes ondulatoires du chapitre.1
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C'est le mathématicien et physicien autrichien Christian Doppler qui l'a prédit en 1842.4 Buys Ballot est tentant parce qu'il est cité dans la même histoire, mais son rôle est expérimental : il a vérifié l'effet pour les ondes sonores dès 1845.4 Einstein et Newton ne sont pas liés à cette prédiction.
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Vrai. Quand le véhicule se rapproche du récepteur, le son perçu est plus aigu ; quand il s'en éloigne, il est plus grave.4 Le passager, lui, est immobile par rapport à la sirène : la distance émetteur-récepteur ne varie pas pour lui. Il entend donc la fréquence réellement émise.
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Faux. À l'intérieur du véhicule, l'émetteur est immobile par rapport au récepteur.4 Aucune variation de distance, donc aucun décalage Doppler. L'erreur tentante consiste à croire que la vitesse du véhicule suffit : ce qui compte est la vitesse relative entre émetteur et récepteur, pas la vitesse par rapport au sol.
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Un décalage vers le rouge indique que l'étoile s'éloigne, un décalage vers le bleu qu'elle se rapproche.4 Un éloignement allonge la longueur d'onde reçue, donc la déplace vers le rouge, comme un son qui devient plus grave. L'idée d'une étoile « plus chaude » ne se déduit pas de ce décalage.
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Entre deux fronts d'onde, la source avance de , donc la longueur d'onde reçue est . On obtient . L'erreur fréquente est de calculer : cette approximation n'est pas exacte, le dénominateur doit être conservé.
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Pendant une période, la source s'écarte de : la longueur d'onde reçue est , d'où . Cette valeur est inférieure à , ce qui correspond bien à un son plus grave lors d'un éloignement.4 Garder donnerait à tort une fréquence supérieure à 1000 Hz.
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La période est et la longueur d'onde reçue . La longueur d'onde non décalée serait : elle est plus courte à la réception, ce qui correspond à un son plus aigu. Prendre serait la formule d'un éloignement.
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L'effet Doppler sert à mesurer une vitesse, par exemple celle d'une voiture ou celle du sang dans les échographies en obstétrique ou en cardiologie, et il permet en astronomie de déterminer la vitesse d'approche ou d'éloignement d'étoiles, de galaxies ou de nuages de gaz.4 Le niveau d'intensité sonore, vu dans le chapitre précédent, mesure la force d'un son et non un décalage de fréquence dû à un mouvement.
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Faux. Ce décalage témoigne bien de l'expansion de l'espace, mais son origine diffère : ce n'est pas un effet Doppler, c'est l'espace lui-même qui s'étire et qui allonge avec lui les longueurs d'onde.4 Le piège vient du mot « rouge », commun aux deux phénomènes : le décalage d'une raie par le mouvement d'une étoile est bien un effet Doppler, pas le décalage cosmologique.
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Ce TP propose de modéliser une chauve-souris avec un émetteur et un récepteur d'ultrasons, afin de reproduire l'écholocation et d'appréhender l'effet Doppler.2 Les ultrasons sont des ondes sonores : on reste donc dans le cadre de l'acoustique, comme le demande le programme pour la mise en œuvre expérimentale.1 La diffraction par une fente est un autre phénomène, et la masse de l'animal n'a aucun rapport avec le décalage de fréquence.
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Vrai. Un sujet du concours général propose de repérer la trajectoire du satellite LO-19 grâce au décalage de fréquence de son signal.3 Le satellite se déplace par rapport au sol : la fréquence reçue varie donc avec la distance, ce qui renseigne sur sa trajectoire. Penser que l'effet ne concerne que le son est une erreur, car il s'applique aussi aux ondes électromagnétiques.43
Les questions qu'on se pose
Faut-il apprendre la formule de l'effet Doppler par cœur pour le bac ?
Le programme demande d'établir l'expression du décalage Doppler dans un cas simple, pas seulement de la réciter.1 Mieux vaut donc savoir la retrouver : la période de l'émetteur, la distance parcourue par la source pendant ce temps, puis la longueur d'onde reçue . Avec ce raisonnement, tu retrouves la fréquence reçue sans mémoriser deux formules.
Comment savoir si le son sera plus aigu ou plus grave ?
L'effet Doppler existe-t-il aussi pour la lumière ?
Oui. Doppler l'a prédit dès 1842 pour les ondes sonores comme pour la lumière,4 et l'étude des raies spectrales décalées vers le rouge ou vers le bleu permet de savoir si une étoile s'éloigne ou se rapproche.4 Pour la lumière, les calculs précis sortent toutefois du cadre de ce quiz : en Terminale, on travaille surtout le cas acoustique.1
Sources
Programme visé : Physique-chimie, enseignement de spécialité, classe terminale, voie générale · Ministère de l'Éducation nationale
- Physique-chimie, enseignement de spécialité, classe terminale, voie générale, Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
- TP : Effet Doppler - Quand les chauves-souris font de la physique, Éduscol / Édubase. Consulté le 6 novembre 2026.
- PHCH Concours général des lycées — Session 2019, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
- Effet Doppler, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
- Effet Doppler relativiste, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
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