Bekanntermaßen breiten sich Wellen wie die des Schalls, sofern sie nicht abgelenkt oder justiert werden, im Raum kugelförmig und mit konstanter Geschwindigkeit c (bei Vernachlässigung von Reibung, Luftwiderstand etc.) aus. Dabei kümmert sich eine einmal ausgesandte Wellenfront, also beispielsweise ein Wellenberg oder -tal, nach ihrer Induzierung nicht mehr um ihren Erreger, denn sie steht mit ihm nicht mehr in direkter Verbindung. Eine einzelne Schallwelle kann also betrachtet werden als eine sich stetig vergrößernde Kugelhülle mit konstantem Zentrum oder, wenn wir sie der Vereinfachung wegen in die Ebene projizieren, als ein sich stetig vergrößernder Kreis mit konstantem Mittelpunkt.

Gehen wir nun von einem Erreger mit konstanter Frequenz f aus, so stellen sich die in der Zeit t ausgesandten Wellenberge als ft konzentrische Kreise dar, so lange sich der Erreger nicht bewegt. Verändert er jedoch seine Position mit konstanter Geschwindigkeit v, 0 < v < c, haben die Kreise keinen gemeinsamen Mittelpunkt mehr; denn der Erreger legt in dieser Zeit ja den Weg s₁ = vt
zurück. In der selben Zeit legt der vorderste, zuerst ausgesandte Wellenberg den Weg s₂ = ct zurück; zusätzlich werden die nachfolgenden Wellenberge vor dem Erreger auf die Strecke

zusammengedrängt, dahinter auf

auseinandergezogen.

Durch die Verdichtung bzw. Verdünnung verändert sich nun auch der Abstand zweier Wellenberge, also die Wellenlänge , sie ist vor dem Erreger

und dahinter
.

Diese Änderung der Wellenlänge ist der Grund für die Abweichung in der Tonhöhe. Denn aufgrund ihrer ändert sich auch die Frequenz, in der die Wellenberge in den Ohren des ruhenden Beobachters eintreffen: Vor dem Erreger, d.h. vor dem vorbeifahrenden Einsatzwagen, beträgt die Frequenz
.
Da der Divisor dieses Quotienten erkennbar größer Null (da 0 < v < c ; s.o.) und kleiner Eins ist, ist f_V > f, die gehörte Frequenz also erhöht im Vergleich zur Frequenz f.

Wenn der Einsatzwagen nun am Beobachter vorbeigerauscht ist, hört er Schallwellen der Frequenz
.
In Analogie zum obigen Fall zeigt sich f_H < f, also daß diese Frequenz nun erniedrigt ist im Vergleich zu f.