Ce matin, en attendant le bus, j'ai entendu une ambulance passer. Un monsieur à côté de moi a dit à son fils : « Tu vois, la sirène change de son parce qu'elle accélère. » J'ai failli corriger, puis je me suis rappelé que j'avais cru exactement la même chose à son âge. Ce n'est pas la vitesse qui change le son, c'est le mouvement relatif entre la source et l'observateur.
L'effet Doppler décrit comment la fréquence d'une onde (sonore ou lumineuse) perçue change lorsque la source et l'observateur sont en mouvement l'un par rapport à l'autre. Quand la source s'approche, les ondes se « compriment » : on perçoit un son plus aigu. Quand elle s'éloigne, les ondes s'« étirent » : le son devient plus grave.
Imaginez des vagues à la plage. Si vous marchez vers les vagues, vous en rencontrez plus par minute que si vous restez immobile. Si vous vous éloignez, vous en rencontrez moins. Les vagues n'ont pas changé, c'est votre mouvement qui modifie le rythme auquel elles vous atteignent. Avec le son, c'est pareil : les ondes sonores restent les mêmes, mais notre perception de leur fréquence change.