見かけの大きさの異なる同じ形をした２つの物が遠くにあって、 それらが観察者から同じ距離にある場合は、 見かけの大きい方が実際に大きいのですが、 そうでない場合は、 実際にどちらが大きいのか解りません。

　 見かけの大きさの等しい同じ形をした２つの物が遠くにあって、 それらが観察者から同じ距離にある場合は、 ２つの物の大きさが等しいことが解りますが、 そうでない場合は、 実際にどちらが大きいのか解りません。

　 大きさの等しい同じ形をした２つの物が遠くにあるとき、 見かけの大きい方が近くにあることがわかります。 見かけの大きさが２倍であるときは、 見かけの小さい方が見かけの大きい方より２倍の距離だけ遠くにあることが解ります。


　 １つの光源が放つ光は、 １つの波長の光だけではなく、 たくさんの波長の光で構成されています。 それをバーコードで表すことにします。 これを光源スペクトル（ 光源スペクトラム ）と言います。 次の２つは同じ光源から放たれた光の光源スペクトルです。 ただし、 左の方は光源が静止していて、 右の方は光源が光の 13分の５ の速さで観察者から遠ざかっています。 Ｙ軸が波長を表しています。 右のバーコードは左のバーコードをＹ軸方向に に拡大したもので、 ただしＹ軸の目盛り幅は拡大されていません、 バーコードとしては同じ形をしたものになっています。

　　　　　　　　　　

光のドップラー効果の式 ：
　　　　
したがって、
　　　　
　　　　

　 以上の原理を応用すると、 遠ざかっていたり近づいていたりしている光源の速さを知ることができます。 光源スペクトルの形から、 どんな光源であるのかを見抜いて、 その光源が静止している時の光源スペクトルの波長に対する比を求め、 その比を として、次の式をたてて を求めます。
　　　　

　 光源が遠ざかっているときはドップラー効果によって波長は増大します。 光で波長の比較的短いのは青色で、 波長の比較的長いのは赤色ですので、 光源スペクトルの構成光の波長がすべて一様に増大することは、 赤方偏移といわれます。