Zjawisko (efekt) Dopplera- zmiana obserwowanej częstości fali wywołana względnym ruchem źródła fali i odbiornika. W optyce, tj. dla fal elektromagnetycznych, stosuje się ujęcie relatywistyczne zjawiska Dopplera.
Obserwowana częstość fali ν dana jest wzorem
ν = ν0{(1-β2)0,5}/(1-βcosϕ)
gdzie: ν0 - częstość emitowanej fali, β = v/c - stosunek prędkości względnej obserwatora i źródła v do prędkości światła c, ϕ - kąt pomiędzy kierunkiem względnego ruchu obserwatora i źródła a kierunkiem obserwacji (tj. rozprzestrzenianie się fali do obserwatora).
Częstość rośnie (barwa światła przesuwa się w kierunku fioletu) przy wzajemnym zbliżaniu się źródła i odbiornika, a maleje (barwa światła przesuwa się w kierunku czerwieni) przy wzajemnym oddalaniu się.
Bliższa analiza powyższego wzoru wskazuje na zmianę częstości nawet przy ruchu prostopadłym do kierunku propagacji fali. To zjawisko nosi miano poprzecznego efektu Dopplera i zostało potwierdzone eksperymentalnie.
W ujęciu nierelatywistycznym, dla fal akustycznych, obserwowana częstość ν dana jest wzorem
ν = ν0(1-β1cosϕ1)/(1-β2cosϕ2)
gdzie: ν0 - częstość emitowanej fali, β1 = v/u - stosunek prędkości obserwatora v do prędkości fali u, ϕ1 - kąt pomiędzy kierunkiem ruchu obserwatora i kierunkiem propagacji fali, β2 = V/u - stosunek prędkości źródła fali V do prędkości fali u, ϕ2 - kąt pomiędzy kierunkiem ruchu źródła i kierunkiem propagacji fali.
Zakładając współliniowość kierunków rozchodzenia się fali, ruchu źródła i ruchu obserwatora, można rozpatrzyć dwa szczególne przypadki:
1) porusza się tylko obserwator (V = 0, czyli β2=0). Wówczas, o ile obserwator się oddala, to ϕ1=0 i ν = ν0(1-β1), czyli obserwowana częstość fali jest mniejsza (dźwięk niższy) od emitowanej, a gdy obserwator się przybliża, to ϕ1=π (w radianach lub inaczej 180°) i ν = ν0(1+β1), czyli obserwowana częstość fali jest większa (dźwięk wyższy) od emitowanej.
2) porusza się tylko źródło (v=0, czyli β1=0). Wówczas częstotliwość maleje (dźwięk niższy) przy oddalaniu się źródła {bo ν = ν0/(1+β2)}, a rośnie (dźwięk wyższy) przy jego zbliżaniu się {bo ν = ν0/(1-β2)}.
W akustyce, w przeciwieństwie do optyki, zmiana częstości wywołana zjawiskiem Dopplera zależy nie tylko od wielkości prędkości ruchu względnego, ale i od ich prędkości względem ośrodka. Dopplera zjawisko wykorzystywane jest w wielu dziedzinach, m.in. w urządzeniach radiolokacyjnych do pomiaru prędkości obiektu.