自然界有各种各样的声音，有的声音高，有的声音低，我们就说它们的音调不一样。音调高的声音，振动的频率就高，例如吹哨子声音，音高就高，听上去比较尖；音调低的声音，振动的频率就低，例如打鼓的声音，音调就低，听起来比较低沉。
火车汽笛声的音调应该是固定的。但是，细心的人会发现，火车驶来时，汽笛声要尖一些，也就是说音调要高些；开过以后，汽笛声就变得低沉些，也就是说音调要低些。
这是什么缘故呢？
问题的关键在于声源和观察者之间有相对运动。本来汽笛声有一定的频率，声波中的“疏”和“密”是按一定距离排列的。可是当火车向你开来时，它把空气中声波的“疏”和“密”压得更紧了，“疏”和“密”的间隔更近了。因此，相对于观察者来说，就是声音的振动频率加快了，音调也就高了，听到的声音就尖一些；当火车离开你时，它把空气中声波的“疏”和“密”拉开了，“疏”和“密”的间隔远了，因此，相对于观察者来说，就是声音的振动频率减慢了，音调也就低了，听到的声音就变低沉了。火车的速度越大，音调的变化也越大。天天和火车打交道的铁路工人，有着这方面的丰富经验，他们能从汽笛音调的变化，估计出火车的快慢和行驶的方向。
在科学上，当波源与观察者有相对运动时，观察者接收到的频率和波源发出的频率不同的现象，叫做多普勒效应。汽笛音调的变化是多普勒效应的一个实例。
在天文学上，根据多普勒效应，可以准确地计算出天体相对于地球运动的速度。人造卫星的运动速度也是利用多普勒效应测定的。人体血管中的血流速度也可利用多普勒效应测定。
