L’effet Doppler existe-t-il pour la lumière ?

Oui. Il s’observe pour le son, la lumière et les vagues. Il sert à déterminer la vitesse des étoiles et des galaxies à partir du décalage de leur lumière, avec la célérité de la lumière à la place de celle du son.

Pourquoi le son d’un véhicule baisse-t-il au moment où il nous dépasse ?

Avant le passage, le véhicule s’approche : la fréquence reçue est plus grande. Après, il s’éloigne : elle est plus petite. Le passage fait basculer d’un cas à l’autre, et la note baisse nettement à ce moment.

Le décalage Doppler dépend-il de la fréquence émise ?

Oui, il lui est proportionnel pour une vitesse donnée : $\Delta f \approx f_E\,\dfrac{v}{c}$. Un ultrason à quelques mégahertz donne donc un décalage plus grand qu’un son audible, à la même vitesse et dans le même milieu.

Que change le mouvement de l’observateur ?

Un observateur qui va vers une source immobile reçoit lui aussi les fronts plus souvent, donc une fréquence plus grande ; la formule diffère de celle d’une source mobile. Le programme de terminale se limite à l’observateur fixe et à l’émetteur mobile.

Quelle célérité faut-il utiliser pour les ultrasons dans le corps humain ?

Celle du milieu que l’onde traverse : l’énoncé la donne, car elle diffère de celle de l’air. Le rapport $v/c$ se calcule avec la valeur du milieu de l’expérience.

Bac 2027 · spécialité physique-chimie

Effet Doppler : décalage de fréquence et vitesse

La sirène d’une ambulance paraît plus aiguë à l’approche et plus grave dès qu’elle s’éloigne, alors que la sirène n’a pas changé. Ce décalage de fréquence s’interprète, s’établit pour un émetteur mobile face à un observateur fixe, puis sert à mesurer une vitesse, avec le son comme avec les ondes électromagnétiques : trois temps prévus par le programme de terminale, et trois étapes de révision avant l’écrit du bac.

Au bac de physique-chimie : dans 7 des 35 sujets de 2024 à 2026 (questions : 22).

Programme

Programme de physique-chimie de terminale, BO spécial n° 8 du 25 juillet 2019, p. 18

Voir les lignes du programme

O1.5Ondes et signaux, 1. Caractériser les phénomènes ondulatoiresTerminale, p. 18

Notions et contenus. Effet Doppler. Décalage Doppler.

Capacités exigibles. Décrire et interpréter qualitativement les observations correspondant à une manifestation de l’effet Doppler. Établir l’expression du décalage Doppler dans le cas d’un observateur fixe, d’un émetteur mobile et dans une configuration à une dimension. Exploiter l’expression du décalage Doppler dans des situations variées utilisant des ondes acoustiques ou des ondes électromagnétiques. Exploiter l’expression du décalage Doppler en acoustique pour déterminer une vitesse.

Sujets 2024–2026 : dans 7 des 35 sujets

Page vérifiée le 2 novembre 2026

L’essentiel

ce qu’il faut savoir

L’effet Doppler est le changement de fréquence perçue d’une onde lorsque l’émetteur et l’observateur sont en mouvement l’un par rapport à l’autre.
On note $f_E$ la fréquence émise, $f_R$ la fréquence reçue, $c$ la célérité de l’onde dans le milieu et $\Delta f = f_R - f_E$ le décalage Doppler.
Pour un observateur fixe et un émetteur qui s’approche à la vitesse $v$ , la fréquence reçue vaut $f_R ={}$ $\dfrac{f_E}{1 - v/c}$ : elle est plus grande que $f_E$ et $\Delta f > 0$ .
Si l’émetteur s’éloigne à la vitesse $v$ , alors $f_R ={}$ $\dfrac{f_E}{1 + v/c}$ : elle est plus petite et $\Delta f < 0$ .
Lorsque $v \ll c$ , le décalage se simplifie en $|\Delta f| \approx f_E\,\dfrac{v}{c}$ , d’où la vitesse de l’émetteur : $v \approx c\,\dfrac{|\Delta f|}{f_E}$ .

L’épreuve écrite de spécialité physique-chimie dure 210 minutes et est notée sur 20 : trois exercices indépendants, et à partir de la session 2027 deux points pour la maîtrise de la langue. Elle compte pour 80 % de la note de la spécialité ; l’évaluation des compétences expérimentales, une heure au laboratoire, pour 20 %. Le sujet dit si la calculatrice est autorisée.

Pourquoi la fréquence change

Un émetteur envoie un signal à chaque période $T_E$ . Pendant ce temps, l’onde avance de $c\,T_E$ dans le milieu, mais l’émetteur, lui, avance de $v\,T_E$ . Quand il va vers l’observateur, deux fronts d’onde consécutifs sont donc plus proches que s’il restait immobile : l’écart entre eux, la longueur d’onde reçue, vaut $(c - v)\,T_E$ . L’onde se déplaçant toujours à la célérité $c$ , la période reçue est $T_R ={}$ $\dfrac{(c - v)\,T_E}{c}$ , plus courte, et la fréquence reçue plus grande. En s’éloignant, c’est l’inverse.

Retiens que la célérité $c$ ne dépend que du milieu, pas du mouvement de l’émetteur ; ce qui change, c’est la longueur d’onde reçue et la fréquence qui en découle.

Un exemple chiffré

Une sirène émet un son de fréquence $f_E = \pu{800 Hz}$ (valeurs fictives) en passant à $v = \pu{20 m.s-1}$ devant un piéton immobile ; dans l’air, la célérité est $c = \pu{343 m.s-1}$ . À l’approche, $f_R = \dfrac{800}{1 - 20/343} \approx \pu{850 Hz}$  ; à l’éloignement, $f_R = \dfrac{800}{1 + 20/343} \approx \pu{756 Hz}$ . L’approximation $f_E\,\dfrac{v}{c} \approx \pu{47 Hz}$ est proche des deux écarts, de $+\pu{50 Hz}$ et de $-\pu{44 Hz}$ .

Calcule toujours $c$ et $v$ dans la même unité : une vitesse donnée en kilomètres par heure se ramène à des mètres par seconde en la divisant par $3{,}6$ , avant de former le rapport $v/c$ qui doit rester petit devant 1.

Situation	Fréquence reçue	Décalage
émetteur qui s’approche	$\pu{850 Hz}$	$\Delta f \approx +\pu{50 Hz}$
émetteur immobile	$\pu{800 Hz}$	$\Delta f = 0$
émetteur qui s’éloigne	$\pu{756 Hz}$	$\Delta f \approx -\pu{44 Hz}$

Réflexion sur un corps mobile : le facteur 2

Un radar, un échographe ou un capteur d’ultrasons émet une onde qui se réfléchit sur un corps en mouvement, comme un véhicule ou des globules rouges, et revient. Le corps joue deux rôles : d’abord observateur mobile, qui reçoit une fréquence décalée, puis émetteur mobile, qui la renvoie avec un second décalage de même sens. Pour $v \ll c$ , les deux décalages s’ajoutent : $|\Delta f| \approx \dfrac{2\,f_E\,v}{c}$ .

Par exemple (valeurs fictives), une sonde émet $f_E = \pu{40 kHz}$ vers un mur qui s’approche d’elle à $v = \pu{1,5 m.s-1}$ , avec $c = \pu{343 m.s-1}$ : l’écho revient à une fréquence plus grande de $\dfrac{2 \times 40\,000 \times 1{,}5}{343} \approx \pu{350 Hz}$ .

L’effet existe aussi pour les ondes électromagnétiques : la lumière d’une étoile ou d’une galaxie est décalée selon sa vitesse, ce qui permet de mesurer cette vitesse. La célérité est alors celle de la lumière.

Les mots du programme

effet Doppler: Modification de la fréquence perçue d’une onde sonore ou électromagnétique lorsque la source se déplace par rapport à l’observateur.
décalage Doppler: Différence $\Delta f = f_R - f_E$ entre la fréquence reçue et la fréquence émise ; positive quand émetteur et récepteur se rapprochent, négative quand ils s’éloignent.
fréquence émise: Fréquence $f_E$ de la source, mesurée dans le référentiel où elle est immobile ; elle ne change pas avec le mouvement.
fréquence reçue: Fréquence $f_R$ que l’observateur mesure ; elle diffère de $f_E$ quand l’émetteur et lui sont en mouvement relatif.

Une question du sujet

source : éduscol

Une vraie question d’un sujet du bac, mot pour mot, avec les lignes de l’exercice dont elle a besoin. Cherche-la avant de lire le corrigé.

Question d’un sujetbac

Bac 2025, Amérique du Nord, jour 2 — exercice 2, question 1

Exercice 2 — Écoulement du sang dans une artère — 1. Échographie Doppler.

Schéma d’une artère vue en coupe longitudinale, rose, traversée par un axe horizontal en pointillés ; des globules rouges, dont l’un est légendé « Globule rouge ». Au point B, sur l’axe, un globule rouge porte un vecteur vitesse VB ; un faisceau relie B à l’émetteur-récepteur, hors de l’artère ; l’angle θ est marqué entre ce faisceau et le vecteur VB. — Figure 1. Mesure d’un décalage Doppler dans un écoulement sanguin. · Ministère de l’Éducation nationale – éduscol

[…] Un émetteur-récepteur ultrasonore permet d’étudier les vaisseaux sanguins. Les ondes émises sont partiellement réfléchies par les tissus mous environnants, mais également par les globules rouges présents dans l’écoulement de sang. Lorsque l'écoulement sanguin est visé, un décalage entre la fréquence émise

f_E

et celle reçue par l’appareil

f_R

est observé. La différence de fréquence

\Delta f = f_R - f_E

ou décalage Doppler permet de mesurer la vitesse du flux sanguin et d’obtenir ainsi des informations essentielles pour le diagnostic médical. […]

Question 1

Q1. Expliquer pourquoi on observe un décalage de fréquence lorsqu’un écoulement sanguin est visé.

Source : ministère de l’Éducation nationale – éduscol, bac 2025, spécialité physique-chimie, Amérique du Nord, jour 2, exercice 2, question 1 (Licence Ouverte / etalab-2.0). Corrigé : Kleksa (non officiel). · Le sujet sur éduscol

Question d’un sujetbac

Bac 2024, Métropole, jour 1 — exercice 2, question 8

Exercice 2 — Observation d’un avion en vol — 2. Détermination de la vitesse d’un avion A312 en phase d’atterrissage

[…] Au voisinage de l’aéroport, un observateur enregistre le son du moteur de l’avion passant au-dessus de lui lors de sa phase d’atterrissage. L’observateur est supposé fixe lors de l’enregistrement du son. L’analyse du signal sonore enregistré permet de déterminer les fréquences des signaux reçus par l’observateur. Lorsque l’avion s’avance en direction de l’observateur la fréquence mesurée est

f_{\text{A}} = \pu{2,2 kHz}

, et lorsqu’il s’éloigne la fréquence est

f_{\text{E}} = \pu{1,5 kHz}

. On note

f_0

la fréquence du signal émis par la source immobile,

c

la vitesse du son dans l’air dans les conditions de l’expérience et

v

la vitesse de l’avion par rapport au sol. On donne

c = \pu{345 m.s-1}

Question 8

Q8. Parmi les propositions A, B, C et D suivantes, choisir et recopier sur la copie la proposition correcte. Expliquer pourquoi les autres propositions sont à écarter.

A	B	C	D
$f_{\text{A}} ={}$ $\dfrac{c}{c - v}$	$f_{\text{A}} ={}$ $f_0 \cdot \dfrac{c}{c - v}$	$f_{\text{A}} ={}$ $f_0 \cdot \dfrac{c}{c + v}$	$f_{\text{A}} ={}$ $f_0 \cdot \dfrac{c}{c - 2v}$
$f_{\text{E}} ={}$ $\dfrac{c}{c + v}$	$f_{\text{E}} ={}$ $f_0 \cdot \dfrac{c}{c + v}$	$f_{\text{E}} ={}$ $f_0 \cdot \dfrac{c}{c - v}$	$f_{\text{E}} ={}$ $f_0 \cdot \dfrac{c}{c + v}$

Source : ministère de l’Éducation nationale – éduscol, bac 2024, spécialité physique-chimie, Métropole, jour 1, exercice 2, question 8 (Licence Ouverte / etalab-2.0). Corrigé : Kleksa (non officiel). · Le sujet sur éduscol

Dans les sujets

compté par sujet

Les sujets de 2024 à 2026 qui ont posé une question sur cette notion : dans 7 des 35 sujets, sans compter les sujets de remplacement et de secours.

Sujet	Questions
Bac 2025, Amérique du Nord, jour 2	2.1, 2.2, 2.3
Bac 2025, Asie, jour 2	2.1, 2.2
Bac 2025, Centres étrangers, jour 1	2.3, 2.7, 2.8
Bac 2025, Nouvelle-Calédonie, jour 2	3.7, 3.8, 3.9
Bac 2025, Polynésie, jour 2	1.12, 1.13, 1.14, 1.15
Bac 2024, Amérique du Nord, jour 2	1.15, 1.16, 1.17, 1.18
Bac 2024, Métropole, jour 1	2.7, 2.8, 2.9

Teste-toi

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bac

Question 1. (0–1)

Un radar routier émet une onde électromagnétique de fréquence

f_E = \pu{24,0 GHz}

, réfléchie par une voiture qui s’éloigne ; il mesure un décalage de fréquence

\Delta f = \pu{3}\,\pu{666 Hz}

. Données : • célérité de l’onde :

c = \pu{3,00 \times 10^{8} m.s-1}

; • pour une vitesse

v

du corps qui réfléchit l’onde très inférieure à

c

|\Delta f| ={}

\dfrac{2 f_E v}{c}

. Calculer la valeur

v

de la vitesse du corps qui réfléchit l’onde, en km·h⁻¹. Donner le résultat avec trois chiffres significatifs.

km·h⁻¹

Saisis uniquement le nombre, avec une virgule comme séparateur décimal.

Exercice Kleksa au format du sujet — corrigé Kleksa.

bac

Question 2. (0–1)

La sirène d’une ambulance qui s’approche émet un son de fréquence

f_E = \pu{1,00 kHz}

; un piéton immobile perçoit un décalage de fréquence

\Delta f = \pu{23 Hz}

. Données : • célérité de l’onde :

c = \pu{340 m.s-1}

; • pour une vitesse

v

de la source très inférieure à

c

|\Delta f| ={}

\dfrac{f_E v}{c}

. Calculer la valeur

v

de la vitesse de la source, en m·s⁻¹. Donner le résultat avec trois chiffres significatifs.

m·s⁻¹

Saisis uniquement le nombre, avec une virgule comme séparateur décimal.

Exercice Kleksa au format du sujet — corrigé Kleksa.

exercice Kleksa

Question 3. (0–1)

Une source sonore émet un son de fréquence

f_E = \pu{500 Hz}

(valeurs fictives) et se déplace vers un observateur fixe à la vitesse

v = \pu{17 m.s-1}

. On prend

c = \pu{340 m.s-1}

pour célérité du son ; la fréquence reçue par l’observateur est

f_R ={}

\dfrac{f_E}{1 - v/c}

. Calculer

f_R

, en Hz. Donner le résultat arrondi à l’unité.

Exercice écrit pour cette page — corrigé Kleksa.

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Les erreurs fréquentes

là où on perd des points

Croire que la source change de fréquence. La source émet toujours $f_E$  ; c’est la fréquence reçue qui diffère, à cause du mouvement relatif.
Oublier le facteur 2 dans un écho. Quand l’onde est réfléchie par un corps mobile, le décalage est environ $\dfrac{2\,f_E\,v}{c}$ et non $\dfrac{f_E\,v}{c}$ .
Mélanger les signes. Approche : $f_R > f_E$ et $\Delta f > 0$  ; éloignement : $f_R < f_E$ et $\Delta f < 0$ .
Mélanger les unités : une vitesse en kilomètres par heure et une célérité en mètres par seconde se ramènent à la même unité avant le rapport.

À retenir

Effet Doppler : fréquence reçue différente de la fréquence émise quand émetteur et récepteur sont en mouvement relatif.
Émetteur qui s’approche : $f_R ={}$ $\dfrac{f_E}{1 - v/c}$  ; qui s’éloigne : $f_R ={}$ $\dfrac{f_E}{1 + v/c}$ .
$v \ll c$ : $|\Delta f| \approx f_E\,\dfrac{v}{c}$  ; avec réflexion sur un corps mobile : $|\Delta f| \approx \dfrac{2\,f_E\,v}{c}$ .
Décalage : $\Delta f = f_R - f_E$ , positif en rapprochement, négatif en éloignement.

Questions fréquentes

1.L’effet Doppler existe-t-il pour la lumière ?+
Réponse :Oui. Il s’observe pour le son, la lumière et les vagues. Il sert à déterminer la vitesse des étoiles et des galaxies à partir du décalage de leur lumière, avec la célérité de la lumière à la place de celle du son.
2.Pourquoi le son d’un véhicule baisse-t-il au moment où il nous dépasse ?+
Réponse :Avant le passage, le véhicule s’approche : la fréquence reçue est plus grande. Après, il s’éloigne : elle est plus petite. Le passage fait basculer d’un cas à l’autre, et la note baisse nettement à ce moment.
3.Le décalage Doppler dépend-il de la fréquence émise ?+
Réponse :Oui, il lui est proportionnel pour une vitesse donnée : $\Delta f \approx f_E\,\dfrac{v}{c}$ . Un ultrason à quelques mégahertz donne donc un décalage plus grand qu’un son audible, à la même vitesse et dans le même milieu.
4.Que change le mouvement de l’observateur ?+
Réponse :Un observateur qui va vers une source immobile reçoit lui aussi les fronts plus souvent, donc une fréquence plus grande ; la formule diffère de celle d’une source mobile. Le programme de terminale se limite à l’observateur fixe et à l’émetteur mobile.
5.Quelle célérité faut-il utiliser pour les ultrasons dans le corps humain ?+
Réponse :Celle du milieu que l’onde traverse : l’énoncé la donne, car elle diffère de celle de l’air. Le rapport $v/c$ se calcule avec la valeur du milieu de l’expérience.

Voir aussi

Toutes les notions de physique-chimie du bac

Notion suivante du programme : Lunette astronomique

Sources

Ce site n’est pas un service du ministère de l’Éducation nationale et n’y est pas lié. Les questions marquées « bac » viennent des sujets publiés sur éduscol (Licence Ouverte / etalab-2.0) ; leurs corrigés, les explications et les autres exercices de la page sont les nôtres et n’ont rien d’officiel.

Page vérifiée le 2 novembre 2026

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