Мы теперь узнали, что звуковые волны имеют много общего с другими родами волн, такими, как волны моря или как волны света. Занимаясь изучением природы звуковых волн, мы находим, что они, однако, значительно отличаются от других. Морские волны распространяются по поверхности воды, но при этом передвигается не сама вода, а только ее выпуклости. Когда мы смотрим на волнующуюся поверхность воды, нам кажется, что она с каждой волной движется вперед, но на самом деле движутся только выпуклости волн, вода же сама только поднимается и падает. Волна движется вперед в своем направлении, а частицы воды, образующие волну, совершают только колебания перпендикулярно этому направлению. Значит, частицы воды в волне движутся не вперед, а вверх и вниз, они совершают поперечные колебания.
То, что мы здесь сказали относительно морских волн, применимо, как мы увидим дальше, и к волнам света, но не вполне подходит к звуковым волнам. Важное отличие звуковых волн от световых и водяных заключается в том, что при распространении звуковых волн в воздухе или какой-нибудь другой среде движение частиц этой среды происходит не в направлении, перпендикулярном к движению волны, а взад и вперед, по направлению движения волны.
Представим себе, что звучит колокол или колеблется натянутая струна. Они производят при этом ряд ударов или толчков об окружающий их воздух. Благодаря таким толчкам и возникают звуковые волны. Когда воздуху сообщается толчок, он сжимается, вследствие своей упругости, а в промежутке между толчками он снова расширяется. Значит, он попеременно то сгущается, то разрежается. Волна, созданная этим движением частиц воздуха вперед и назад, колеблется по направлению своего движения, колебания эти называются продольными.
Вполне ясное и общее представление о распространении звука в какой-нибудь упругой среде мы можем получить, если будем внимательно наблюдать одно обыкновенное явление, а именно падение камня на спокойную поверхность воды, озера или пруда. Мы можем заметить, как от места падения камня начинают расходиться круговые волны. Колебания частиц воды здесь поперечные, т. е. перпендикулярные к направлению волны - ее радиусу. Волны же здесь поверхностные, тогда как колебания звучащего тела передаются в воздухе по всем направлениям, и потому звуковые волны не круговые, как волны воды, а сферические.