声音是空气的波动,以运动的物体为波源发出波动,而在该物体的前进方向上,前面发出的波会受到后面发出的波推挤,产生全体的波都被挤压。结果就是相邻的波峰之间(波长)会变短,声音的频率会变高,而在反方向则会因波长拉长导致频率变低。神奇的是,之所以会发现此一现象,正是因为蒸气火车头的发明。一八四四年奥地利的都卜勒(Johann Christian Doppler)解明了此一原理。据说当时39岁的都卜勒找了音感极佳的乐队在没屋顶也没墙壁的货车上吹奏小号,将声音的高低会如何随速度而变化的情形记录下来。(译注:此说可能有误,都卜勒是在一八四二年发现该效应,而此实验应为一八四五年荷兰气象学家拜斯·巴洛特所做。)