Discuter:Effet Doppler-Fizeau

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"Explication physique" => félicitation, exelente explication/vulgarisation



β était indiqué comme valant v2 / c2, alors que β vaut v/c. Je pense avoir corrigé sans faire d'erreur Theon 21 déc 2004 à 18:14 (CET)

De plus, il me semble qu'il y a eu intervertion des deux référentiels au début de l'article. On ne dit pas celui qui contient la source (je présume que c'est R) et celui qui contient l'observateur (R' ?). Et n'est-ce pas R' qui se déplace à la vitesse V par rapport à R ? A la fin de l'article on aurait donc : Si R' est à droite de R, alors θ = 0 et effectivement fa < f0 (alors que dans l'article la formule donnait f0 < fa) Si R' est à gauche, alors fa > f0 (alors que la formule de l'article donnait f0 > fa. Theon 21 déc 2004 à 18:28 (CET)

Sommaire

[modifier] Effet Doppler classique et relativiste ondes electromagnétiques

Dans le cas classique, il y a dissymétrie dans le décalage fréquentiel selon que l' émetteur ou le récepteur est en mouvement(les fréquences reçues diffèrent par les termes du second ordre pour une même fréquence d'émission) . Cette dissymétrie est due à la présence du milieu dans lequel se propagent les ondes, elle est justifiée pour les ondes sonores. Pour les ondes électromagnétiques, la propagation pouvant se faire dans le vide, cette dissymétrie est infondée. L'effet Doppler Fizeau n'est qu'un effet de changement de référentiel, il faut considérer dans ce cas l'émetteur et le récepteur à la vitesse -v/2 et v/2, ce qui donne le même décalage fréquentiel avec l'émetteur ou le récepteur en mouvement, la vitesse radiale relative donne le changement de fréquence. La symétrie est rétablie. Si l'on passe au cas relativiste, la correction de l'effet Doppler est du troisième ordre, les termes communs vont jusqu'au second ordre.

En conclusion, s'il faut distinguer la propagation des ondes sonores de celle des ondes électromagnétiques, c'est par la présence du milieu ou du vide dans lequel se fait la propagation.

Si la contribution de Fizeau a été la généralisation de l'effet Doppler découvert pour les ondes sonores, on peut considérer que sa généralisation aux ondes électromagnétiques n'est pas exempte de critique.

Il est souvent écrit que la précision actuelle du GPS a été obtenue après introduction de la correction relativiste. Quelqun pourrait-il éclairer la communauté sur ce point?

Deux points me paraissent à améliorer dans l'article à ce jour 29/08/2007:

-quand les ondes électromagnétiques se propagent dans un milieu, leur vitesse de propagation peut être modifiée comme il est exposé. Mais ne retombe pas aussi sur une propagation de celles-ci par rapport à un milieu au lieu d'une propagation relativiste entre émetteur et récepteur?

-un chapitre est intitulé galiléen, l'autre relativiste alors que l'on traite de relativité(galiléenne certes )dans le paragraphe galiléen. Les titres des deux paragraphes seraient donc à revoir.

Pour la cohérence de l'article et de la pensée, doit-on faire crédit à Fizeau d'une généralisation ,que l'on sait approximative car biaisée, de l'effet Doppler des ondes sonores aux ondes electromagnétiques.

[modifier] Problème de "signe" avec l'effet Doppler relativiste

J'ai un problème avec l'équation Doppler relativiste donnée dans cet article. Elle est donnée comme f_0 = \frac{f_a}{\gamma(1-\beta cos\theta)}

Où f0 est la fréquence mesurée dans R (où a lieu l'émission) et fa la fréquence mesurée dans R'.

Or si je regarde dans un livre tel que Théorie de la relativité restreinte, V.Ougarov (entre autre), on y trouve la formule f_0 = f_a \cdot \gamma (1 -\beta cos \theta')

N.B. : par rapport au livre, j'ai changé les notations pour utiliser les mêmes que dans l'article (dans le livre l'émetteur est dans R') et j'avais déjà eu l'occasion de vérifier en détail les calculs très détaillés de ce livre.

De manière remarquable, dans le cas longitudinal on retrouve le même résultat ! Simplement, comme il y a changement de θ en θ', il y a changement de O° en 180° et vice versa et cela compense l'inversion de la formule !!!

Par contre, dans le cas transversal il y a un problème (cette fois il n'y a pas de changement de signe du cosinus). C'est d'ailleurs comme cela que je l'ai vu (je voulais ajouter une partie sur l'effet Doppler transversal et quelques petits trucs). On trouve (avec la première formule, celle de l'article) : f_a=f_0\cdot\gamma

Alors qu'avec la formule du livre (et le résultat est également donné dans ce livre) : f_a=\frac{f_0}{\gamma}

Ce dernier résultat est logique car il correspond à la simple dilatation du temps. En l'absence de vitesse radiale on n'a pas variation "apparente" de fréquence et on a juste l'observation de la dilatation du temps de la source considérée comme une horloge émettant à la fréquence f0. Les signaux, en l'absence de vitesse radiale, n'arrivent pas "décalés" et on a juste un effet relativiste de dilatation du temps. On retrouve d'ailleurs l'effet doppler relativiste longitudinal en tenant compte de la dilatation du temps + la variation apparente de fréquence qui n'est autre qu'un effet Doppler classique. C'est aussi un point que je voulais ajouter car c'est une déduction intuitivement intéressante et qui explique pourquoi on trouve le même résultat pour le redshift des supernovae lointaines et la durée de la courbe de luminosité de ces supernovae (confirmant par la même que le redshift est bien dû à l'expansion et non à une hypothétique fatigue de la lumière).

Impossible d'écrire cette partie sans être en contradiction avec la partie existante :-(

Je n'ai pas eu le courrage de vérifier en détail les calculs de l'article mais il doit y avoir une erreur de signe ou quelque chose de ce genre.

Au cas où je n'aurais pas l'explication de cette erreur, je remettrai le calcul en entier (j'ai ça dans mes cartons chez moi). C'est plus facile que de corriger des calculs existant ! Mais comme c'est quand un même un travail ennuyant (ennuyant, d'écrire un article pleins de calculs alors que l'article est déjà là :o) ou ennuyant de vérifier step by step les calculs) je vais attendre un moment pour avoir l'avis des contributeurs. Surtout que l'erreur doit être tout bête. J'ai bien d'autres articles à écrire de toute façon :-)

Surtout que c'est peut-être moi qui commet une grosse bourde d'interprétation, notamment pour obtenir la formule de l'effet Doppler transversal, avec la formule de l'article. Et je ne veux pas faire une telle refonte de mon propre chef, sans l'avis d'autres contributeurs (nombreux sur cet article).

Merci de vos lumière. J'ai oublié de signer, alors voilà : --Deedee 1 novembre 2005 à 13:57 (CET)

Je crois qu'il s'agit d'un problème de conventions respectives de l'article et de Ougarov. Dans celui-ci (p.212 de l'édition française) la source (fréquence propre f0) est dans (K') et l'observateur dans (K), ici c'est l'inverse (si j'ai bien lu). Bonne continuation dans wikipédia. Pickwick 3 novembre 2005 à 19:15 (CET)

Oui, c'est exact. Il y a une inversion de convention (comme je le signale plus haut) et j'en ai tenu compte. Mais là dessus tu me fais douter. Je me demande si pour l'effet Doppler transversal je n'ai pas oublié d'en tenir compte. Je vais vérifier et si j'ai tort alors je réviserai la partie que je souhaite ajouter à l'article, et si par contre j'ai raison alors je me plongerai plus avant dans les calculs pour trouver où est l'anomalie. Mais ce ne sera pas pour tout de suite, vérifier des calculs c'est un travail de bénédictin ;-)
Merci, --Deedee 4 novembre 2005 à 08:53 (CET)

Bonjour

Voila l'extrait de l'article :


En effet, supposons que la source émette des bips à une fréquence ƒ0 et que le mouvement relatif entre émetteur et récepteur se fasse selon la droite les joignant. Lorsque le deuxième bip est produit, le premier bip a parcouru une distance

   d0 = v·T0

dans le référentiel (1), avec T0 = 1/ƒ0. La source s'étant déplacée de vs·T0 pendant le temps T0, la distance séparant deux bips est

   d1 = (v - vs)·T0.

Calculons le temps Ta séparant la réception des deux bips par le récepteur. Ce dernier reçoit le premier bip. Au bout de ce temps Ta, il a parcouru la distance vr·Ta au moment où il reçoit le deuxième bip. Ce deuxième bip aura donc parcouru la distance

   d2 = d0 + vr·Ta = v·Ta,

ce qui donne bien :

   f_a = {1 \over T_a} = {v - v_r \over d} = {v - v_r \over v - v_s}\cdot {1 \over T_0} = {v - v_r \over v - v_s} \cdot f_0


Ce ne serait pas plutot d2=d1 +vr.Ta = v.Ta ??? Avec du coup f_a = {v - v_r \over d2} ??


Le cas transversal dépend du référentiel choisi. En effet, si θ = π / 2 alors on n'a pas θ' = π / 2 mais cos(θ') vaut en valeur absolue β. La formule f0 = faγ(1 − βcosθ') donne alors f_0 = f_a \gamma (1 -\beta^2) = {f_a \over \gamma} et non faγ. On a pas seulement un phénomène de dilatation des temps, mais aussi un phénomène d'aberration de la lumière. Si par contre, c'est θ' qui vaut π / 2 alors cette fois, on a f_a = {f_0 \over \gamma}. Tout dépend dans quel référentiel l'effet est transversal. Theon 25 mars 2006 à 21:53 (CET)

[modifier] Une démo qui ne prouve rien

Si l'effet doppler est facilement interprétable concernant des ondes qui se déplacent dans un milieu matériel (sons, vagues etc...) son extension à des ondes electromagnétiques me semble bien péremptoire.

Non pas que les calculs et les travaux soient à mettre en cause mais uniquement l'interprétation qui en est faite. Voici pourquoi :

Supposons qu'un vaisseau spatial quite la Terre vers une étoile éloignée. Il recevra une lumière décalée vers le "bleu" de cette étoile par rapport aux observateurs terrestres. Chaque accélération ou décélération par rapport à la Terre va modifier instantanément la fréquence des photons reçus de l'étoile. Or ces photons ont été "émis" il y a bien longtemps et ne peuvent "savoir" l'énergie relative de la fusée par rapport à eux. On sait (depuis les exp de Michelson) que ces photons ne se déplacemnt guère par rapport à "l'espace" mais uniquement par rapport à des observateurs (donc des masses), des masses qui justement n'ont pas eu le temps de "communiquer" leurs énergies relatives. Donc comment "Dieu" s'arrange-t-il pour que les photons, difficilement rattrapables et communicables, "sachent" que la fusée a changé d'accélération et/ou de vitesse en l'absence de tout repère absolu ?

Il faut bien comprendre que si la fusée "change de vitesse" elle ne peut communiquer (par onde radio ou gravitaionnelle) ce changement ni à l'étoile (trop loin) ni à la terre de façon instantannée alors que l'effet doppler se modifie, lui, instantannément.

Le problème, à mon humble avis, vient de l'impossibilité d'appliquer la Relativité Restreinte qui préconise "des référentiels en mouvement uniforme". Il est, de part la théorie même, impossible de "vérifier" que deux référentiels soient en mouvement uniforme puisque pour cela il faut faire une mesure relative de deux objets distants, et que le résultat de cette mesure est, de part la Théorie, en retard sur ce qui se passe (retard = 2d/c secondes). En fait on ne peut savoir le comportement de l'autre référentiel (si il a accéléré ou pas) entre l'instant de sa mesure et le moment où l'on reçoit cette mesure.

En l'absence de "métrique de l'espace" même relative, l'explication doppler ne me satisfait pas. Or, on ne trouve guère de bornes kilomètriques dans le vide, ni de référentiels préférentiel ou absolu. Il ne resterait qu'une métrique géométrique d'espace due à l'interaction gravitationelle qui créerait en quelque sorte un "support" entre deux masses dans lequel les photons pourraient "mesurer" leur énergie, vitesse (pour qu'elle soit mesurée à c dans tous les référentiels) et position entre deux masses. La variation doppler viendrait donc de l'addition des interactions gravifiques de la fusée (et des photons) dans les champs terrestre et de l'étoile.

Une explication bien loin de l'explication du sifflet de train ou du moteur des formules 1.

Thierry Casse Pied

On pourra obtenir une autre présentation , elle aussi vulgarisée, de l'effet Doppler dans: http://www.lacosmo.com/doppler.html

Elle part bien du sifflet de train , condition nécessaire à la cohérence de l'edifice !! Elle n'a pas besoin de fusée !

Si vous réflechissez 2 secondes Mr casse pied, il se passe la même chose pour les ondes sonores, elles ne sont jamais averties du déplacement du recepteur, et pourtant, on obtient le même effet que lorsque c'est la source qui bouge, lorsque c'est le recepteur qui se déplace dans le milieu. Bonne chanceKlinfran 12 juin 2007 à 15:41 (CEST)

J'ai tenté de préciser que le décalage de fréquence ici présenté ne concernait que les mouvements de translation de l'émetteur et du récepteur. Ma contribution n'a pas plu à Kelson, qui l'a censurée, alors qu'il est connu que le décalage de fréquence d'une onde tournante dépend de la vitesse de rotation du récepteur , et ce de façon différente de celle de l'effet Dopller-Fizeau. On souhaiterait des explications!

[modifier] Correction

Bonjour, je me suis permis d'éditer l'article pour retirer le paragraphe suivant :

Les appareils installés sur les routes pour racketter les automobilistes, ne sont pas des cinémomètres "radar", ils mesurent l'EFFET DOPPLER mais ne connaissent pas le cosinus de l'angle d'incidence de l'onde émise (du fait notamment que la position des véhicules est variable sur la voie de circulation), ils ne peuvent donc calculer la vitesse desdits véhicules (il y a 2 inconnues pour une seule équation). La vitesse affichée par ces faux cinémomètres est donc fausse. Il s'agit donc bien d'un racket gouvernemental. En FRANCE, 6% des bénéfices des amendes obtenues avec ces faux cinénmomètres, vont directement dans les poches des policiers, gendarmes et membres du Ministère Public.


Qui manque particulièrement d'objectivité et qui est faux. L'effet doppler permet de mesurer la vitesse radiale, qui est forcément inférieure à la vitesse réelle. Par conséquent les conducteurs pris en faute sont bien au-dessus de la vitesse limite.

[modifier] comment échapper au rackett

Bien observer les alentours quand on roule : quand on voit des panneaux circulaires portant des chiffres, il suffit de rouler à une vitesse inférieure au chiffre indiqué. D'autres astuces dans un bouquin en vente libre : le Code de la Route. Baisés, les racketteurs ! Morburre 20 juillet 2007 à 22:24 (CEST)

[modifier] Évaluation de l'article

J'ai l'intention de proposer prochainement la page « Effet Doppler-Fizeau » au label « bon article ». Si vous estimez que la procédure est prématurée, vous pouvez me contacter pour me faire part de vos arguments.

Cmagnan 11 octobre 2007 à 15:10 (CEST)

Comme j'ai entièrement revu cet article (septembre 2007) et qu'il traite d'un sujet important je pense qu'il est utile qu'il soit réévalué et éventuellement certifié conforme Sourire. Je me propose donc de le présenter comme candidat à la catégorie « bon article ».

Cmagnan 11 octobre 2007 à 16:34 (CEST)

Je t'invite à passer par le Wikipédia:Comité de lecture. C'est un plus qui permet d'avoir des avis et des suggestions avant d'entamer la procédure d'obtention de label. — Régis Lachaume ✍ 12 octobre 2007 à 00:22 (CEST)
Merci de tes conseils... mais finalement j'abandonne cette idée de labellisation. Après tout je m'en moque. J'ai surtout essayé de faire un article le plus clair et le plus complet possible. C'est sur ce plan là que les lecteurs doivent le « juger ». Dans le domaine de l'encyclopédie il me semble que la science occupe une place très particulière parce qu'elle utilise un langage (le langage mathématique) qui n'est pas toujours transposable dans les mots de tous les jours.
En revanche je suis tout à fait prêt à éclaircir ou développer tel ou tel aspect physique de l'effet Doppler. Cmagnan 15 octobre 2007 à 10:45 (CEST)

[modifier] Effet Doppler ou Doppler-Fizeau

J'ai un doute mais il me semble qu'on ne parle d'effet Doppler-Fizeau que pour les ondes électromagnétiques et que le terme général pour toutes les sortes d'onde est l'effet Doppler.

Il faudrait dans ce cas renommer la page et faire quelques changements dans l'organisation de l'article.

JainaToys 28 octobre 2007 à 20:09 (CET)

Je crois que tu as complètement raison. Tu peux faire les modifs... sinon je m'y collerai dès que possible. Il me semble qu'il vaut mieux conserver le titre (car c'est quand même l'effet sur la lumière qui est le plus important) et rajouter ou rédiger autrement quelques phrases (surtout au début, où on se réfère à l'effet Doppler tout court).
Cmagnan 29 octobre 2007 à 12:48 (CET)
Je préfère te laisser faire sur cet article. Je suis encore nouvelle sur wiki et j'ai peur de toucher un article pareil. En plus, d'après ce que j'ai compris, tu es l'auteur principal de cet article, tu trouveras donc mieux les mots justes pour reformuler tes phrases.
Je suis déjà très heureuse que tu ais pris en compte ma remarque.
JainaToys 30 octobre 2007 à 18:30 (CET)
Voir les quelques modifs que je propose. Merci de ta confiance Sourire mais je ne suis expert qu'en équations et je ne sais pas si je suis historiquement correct. Ce qui est sûr c'est qu'en astrophysique on se contente de "effet Doppler". Mais d'autre part je ne pense pas qu'il faille renommer la page (moi aussi je suis plutôt novice sur wikipédia et je me dis que cette opération serait dangereuse) parce que l'article parle justement surtout de l'effet sur la lumière, et donc du Doppler-Fizeau. À + sur les ondes.
Cmagnan 31 octobre 2007 à 18:22 (CET)
Je suis désolée mais je n'ai pas repéré cette proposition de modif ?
J'avais prévenue que j'étais nouvelle oups
JainaToys6 novembre 2007 à 19:54 (CET)
Excuse-moi, je n'avais pas vu ta réponse… on n'est pas averti automatiquement d'un ajout sur la page de discussion Triste. En fait je n'ai vraiment pas changé grand chose. Tu peux aller sur "historique" et voir les modifs que j'ai faites le 31 octobre à 18h10. Voici l'adresse
Cmagnan 13 novembre 2007 à 11:14 (CET)
Pour ma part, cette dernière version répond tout à fait à ma demande faite en premier commentaire.
Merci beaucoup,
JainaToys14 novembre 2007 à 20:34 (CET)