La démonstration repose sur la double périodicité d'un phénomène vibratoire : à la période temporelle T correspond la période spatiale l .
Sur les schémas ci-dessous, la courbe (1) représente le front d'une onde émise à un instant t et la courbe (2) celui d'une onde émise à l'instant t + T.

A gauche la source est immobile. La distance entre deux fronts d'onde est l .
A droite la source s'est déplacée vers la droite de S1S2 = x avec x < l . En avant de la source, la distance entre deux fronts est l -x, et en arrière l +x.
La somme de ces deux distances est encore 2
l . Cette propriété caractérise l'effet Doppler.