自然界有各種各樣的聲音，有的聲音高，有的聲音低，我們就說它們的音調不一樣。音調高的聲音，振動的頻率就高，例如吹哨子的聲音，音高就高，聽上去比較尖。
音調低的聲音，振動的頻率就低，例如打鼓的聲音，音調就低，聽起來比較低沉。
火車汽笛聲的音調應該是固定的。但是，細心的人會發現，火車駛來時，汽笛聲要尖一些，也就是說音調要高些。開過以後，汽笛聲就變得低沉些，也就是說音調要低些。
這是什麼緣故呢？問題的關鍵在於聲源和觀察者之間有相對運動。本來汽笛聲有一定的頻率，聲波中的“疏”和“密”是按一定距離排列的。
可是當火車向你開來時，它把空氣中聲波的“疏”和“密”壓得更緊了，“疏”和“密”的間隔更近了。
因此，相對於觀察者來說，就是聲音的振動頻率加快了，音調也就高了，聽到的聲音就尖一些。
當火車離開你時，它把空氣中聲波的“疏”和“密”拉開了，“疏”和“密”的間隔遠了，因此，相對於觀察者來說，就是聲音的振動頻率減慢了，音調也就低了，聽到的聲音就變低沉了。
火車的速度越大，音調的變化也越大。天天和火車打交道的鐵路工人，有著這方麵的豐富經驗，他們能從汽笛音調的變化，估計出火車的快慢和行駛的方向。
在科學上，當波源與觀察者有相對運動時，觀察者接收到的頻率和波源發出的頻率不同的現象，叫做多普勒效應。汽笛音調的變化是多普勒效應的一個實例。
在天文學上，根據多普勒效應，可以準確地計算出天體相對於地球運動的速度。人造衛星的運動速度也是利用多普勒效應測定的。人體血管中的血流速度也可利用多普勒效應測定。