Le changement de fréquence des ondes dû au mouvement relatif, utilisé pour détecter l'oscillation stellaire.L'effet Doppler est le changement de fréquence (et de longueur d'onde) d'une onde lorsque la source et l'observateur sont en mouvement relatif. Il s'applique à tous les types d'ondes, y compris le son, la lumière et les ondes radio. Pour la lumière, une source qui s'éloigne apparaît décalée vers le rouge (fréquence plus basse), tandis qu'une source qui se rapproche apparaît décalée vers le bleu (fréquence plus haute). Cet effet est fondamental en astronomie, où il révèle le mouvement des étoiles, des galaxies et même l'expansion de l'univers.
L'effet a été proposé par Christian Doppler en 1842 pour les ondes sonores, puis généralisé à la lumière. Il a été vérifié expérimentalement pour le son par Buys Ballot en 1845, et pour la lumière par Hippolyte Fizeau, qui l'a appliqué aux raies spectrales.
Lorsqu'une source d'ondes se déplace vers un observateur, chaque crête d'onde successive est émise depuis une position plus proche de l'observateur, de sorte que les crêtes arrivent plus fréquemment — ce qui augmente la fréquence observée. Inversement, si la source s'éloigne, les crêtes arrivent moins fréquemment, ce qui diminue la fréquence. L'ampleur du décalage dépend de la vitesse relative le long de la ligne de visée et de la vitesse de l'onde. Pour la lumière, la formule relativiste de l'effet Doppler tient compte de la dilatation du temps à haute vitesse.
L'effet Doppler est utilisé dans les radars et les lidars pour mesurer la vitesse, dans les radars météorologiques pour détecter le vent et le mouvement des tempêtes, en échographie médicale pour mesurer le flux sanguin, et en astronomie pour détecter des exoplanètes via l'oscillation stellaire et pour mesurer les vitesses de récession des galaxies.
L'effet Doppler explique pourquoi la sirène d'une ambulance semble plus aiguë à l'approche et plus grave en s'éloignant — le même effet qui permet aux astronomes de mesurer l'expansion de l'univers.
