都卜勒效應是波源和觀察者有相對運動時，觀察者接受到波的頻率與波源發出的頻率並不相同的現象。
遠方急駛過來的火車鳴笛聲變得尖細（即頻率變高，波長變短），而離我們而去的火車鳴笛聲變得低沉（即頻率變低，波長變長），就是都卜勒效應的現象，同樣現象也發生在私家車鳴響與火車的敲鐘聲。
這一現象最初是由奧地利物理學家都卜勒在1842年發現的。荷蘭氣象學家拜斯·巴洛特在1845年讓一隊喇叭手站在一輛從荷蘭烏德勒支附近疾駛而過的敞篷火車上吹奏，他在站台上測到了音調的改變。這是科學史上最有趣的實驗之一。
都卜勒效應從19世紀下半葉起就被天文學家用來測量恆星的視向速度。現已被廣泛用來佐證觀測天體和人造衛星的運動。


上圖顯示當波源向左移動時，其左邊的頻率變得較高，而邊右的頻率則變得較低。

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