Effet dopler

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L’effet Doppler et ses applications dans l’imagerie biomédicale

L’Effet Doppler et ses applications dans l’imagerie biomédicale

Présentation dans le cadre du cours de microscopie et métrologie optique

Janvier 2006

1

Elodie Lamothe Anthony Vuillemin

L’effet Doppler et ses applications dans l’imagerie biomédicale

Table des matières
1 Effet Doppler..................................................................................... 3
1.1 Effet Doppler traité dans le cas des ondes élastiques .............................. 3
1.1.1 1.1.2 Relation entre la fréquence émise par la source fs et la fréquence observée fo ............. 3 Cas particuliers intéressants ............................................................................................. 5

1.2 EffetDoppler optique ................................................................................... 6 1.3 Concept de base expliquant l’effet Doppler pour les ondes électromagnétiques .............................................................................................. 6
1.3.1 1.3.2 Déplacement vers lerouge................................................................................................ 8 Déplacement vers le bleu .................................................................................................. 8

2 Applications de l’effet Doppler-Fizeau ............................................ 9
2.1 La mesure de vitesse..................................................................................... 9 2.2 En astronomie................................................................................................ 9 2.3 En médecine................................................................................................. 10
2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 Principe de fonctionnement du laser Doppler.................................................................. 10 Détection des décalages de spectre............................................................................... 11 Les configurations existantes .......................................................................................... 12 Le traitement des informations ........................................................................................ 14 Les applications............................................................................................................... 14 Exemple de mesure......................................................................................................... 15

3 Conclusion....................................................................................... 15 4 Remerciements ............................................................................... 16 5 Bibliographie................................................................................... 16

Janvier 2006

2

Elodie Lamothe Anthony Vuillemin

L’effet Doppler et ses applications dans l’imagerie biomédicale

1 Effet Doppler :
L’effet Doppler fut découvert dans les ondes acoustiques par le physicien autrichien C.J. Doppler (1803-1853). On observe ce phénomène lorsque la source de l’onde et l’observateur sont enmouvement relatif par rapport au milieu matériel dans lequel l’onde se propage, la fréquence des ondes observées est différente de l’onde de la source.

1.1

Effet Doppler traité dans le cas des ondes élastiques :

Dans le cas des ondes élastiques, l’effet Doppler s’explique par la variation de la fréquence de l’onde portée par le milieu en fonction du mouvement relatif entre la source etl’observateur. L’onde paraît à l’observateur dilatée ou contractée.

Figure 1 : Effet Doppler dû à une source en mouvement

1.1.1

Relation entre la fréquence émise par la source fs et la fréquence observée fo :

Supposons pour simplifier que l’observateur et la source se déplacent selon une même droite :
c t2 S vsTs S’ c t1 O voTo O’ c : vitesse de propagation de l’onde dans le milieu vs :...
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