声音的神奇效应
你是否曾经注意到，当汽车喇叭声向你靠近时，其音调似乎逐渐升高，而当它远离你时，音调又逐渐降低？这种奇妙的物理现象最初由十九世纪的奥地利科学家克里斯蒂安·多普勒发现，被命名为多普勒效应。
关于声源（以下简称声波的发射方）和听者（声波的接收方）当两者存在相对运动时，听者所感知到的声音频率与声源发出的频率是不同的。不仅如此，类似的现象还发生在光和无线电波的传播中。
为了深入理解声音的多普勒效应，我们首先要研究声源和听者相对于声音传播的介质（主要是空气）时产生的频移和速度的关系。简单来说，考虑一个特定情况，即声源和听者都处于同一直线上。当声音、听者和介质的相对速度被明确时，我们就能进一步分析这个问题。
当听者移动而声源静止时
想象一下，一个听者正在朝一个静止的声源移动（图二）。由于听者的接近速度和声音传播的速度，他会听到音调更高的声音。反之，当他背离声源移动时，听到的音调就会变低。
当声源和听者都在移动时
如果声源也在移动（图三），那么情况就更为复杂了。尽管声波在介质中的传播速度是恒定的，但波长会因声源和听者的相对运动而发生变化。无论是在声源的前方还是后方，都会产生不同的波长效果。这些变化直接影响了听者所感知到的声音频率。
无论在何种情况下，多普勒效应都揭示了一个重要的事实：当声源和听者之间存在相对运动时，他们所感知到的声音频率会有所不同。这一原理不仅适用于声音，也适用于光和无线电波的传播。
公式（5）概括了这种多普勒效应中听者听到的声音频率与声源频率之间的关系。这个公式背后包含了物理学对相对运动与感知的深刻理解。值得注意的是，在特殊情况下，即当声源和听者都处于静止状态或拥有相同的相对介质速度时，没有多普勒效应发生。而在其他情况下，如听者接近或远离静止的声源或两者同时移动时，所听到的音调都会有所不同。