ovenstående diskussion af udbredelsen af lydbølger begynder med en forenkling af antagelsen om, at bølgen eksisterer som en planbølge. I de fleste virkelige tilfælde bevæger en bølge, der stammer fra en eller anden kilde, sig imidlertid ikke i en lige linje, men udvides i en række sfæriske bølgefronter. Den grundlæggende mekanisme for denne formering er kendt som Huygens’ princip, ifølge hvilket hvert punkt på en bølge er en kilde til sfæriske bølger i sig selv. Resultatet er en Huygens ‘ bølgekonstruktion, illustreret i figur 2a og 2b for en todimensionel planbølge og cirkulær bølge. Det indsigtsfulde punkt foreslået af den hollandske fysiker Christiaan Huygens er, at alle bølgerne i figur 2a og 2b, inklusive dem, der ikke er vist, men stammer fra dem, der vises, danner en ny sammenhængende bølge, der bevæger sig med lydens hastighed for at danne den næste bølge i sekvensen. Derudover, ligesom bølgerne tilføjer sig i fremadgående retning for at skabe en ny bølgefront, annullerer de også hinanden eller blander sig destruktivt i bagudretningen, så bølgerne fortsætter med at udbrede sig kun i fremadgående retning.
Encyclopedia Britannica, Inc.
princippet bag tilføjelsen af Huygens ‘ bølger, der involverer en grundlæggende forskel mellem stof og bølger, er kendt som princippet om superposition. Det gamle ordsprog, at ingen to ting kan optage det samme rum på samme tid, er korrekt, når det anvendes på stof, men det gælder ikke for bølger. Faktisk kan et uendeligt antal bølger optage det samme rum på samme tid; desuden gør de dette uden at påvirke hinanden, så hver bølge bevarer sin egen karakter uafhængig af hvor mange andre bølger der er til stede på samme tidspunkt og tidspunkt. En radio-eller tv-antenne kan modtage signalet fra en hvilken som helst enkelt frekvens, som den er indstillet til, upåvirket af eksistensen af andre. Ligeledes kan lydbølgerne fra to personer, der taler, krydse hinanden, men lyden af hver stemme påvirkes ikke af, at bølgerne har været samtidigt på samme punkt.
Superposition spiller en nøglerolle i mange af lydens bølgeegenskaber, der diskuteres i dette afsnit. Det er også grundlæggende for tilsætningen af Fourier-komponenter i en bølge for at opnå en kompleks bølgeform (se nedenfor Steady-state bølger).
den inverse firkantede lov
en planbølge af en enkelt frekvens i teorien vil formere sig for evigt uden ændring eller tab. Dette er dog ikke tilfældet med en cirkulær eller sfærisk bølge. En af de vigtigste egenskaber ved denne type bølge er et fald i intensitet, når bølgen formerer sig. Den matematiske forklaring på dette princip, der stammer lige så meget fra geometri som fra fysik, er kendt som den inverse firkantede lov.
når en cirkulær bølgefront (som den, der skabes ved at droppe en sten på en vandoverflade) udvides, fordeles dens energi over en stadig større omkreds. Længdeenhed langs cirkelens omkreds vil derfor falde i et omvendt forhold til cirkelens voksende radius eller afstand fra bølgens kilde. På samme måde, som en sfærisk bølgefront udvides, fordeles dens energi over et større og større overfladeareal. Fordi overfladearealet af en kugle er proportional med kvadratet af dens radius, er intensiteten af bølgen omvendt proportional med kvadratet af radius. Dette geometriske forhold mellem en bølges voksende radius og dens faldende intensitet er det, der giver anledning til den inverse firkantede lov.
faldet i intensiteten af en sfærisk bølge, når den formerer sig udad, kan også udtrykkes i decibel. Hver faktor på to i afstand fra kilden fører til et fald i intensitet med en faktor på fire. For eksempel svarer en faktor på fire fald i en bølges intensitet til et fald på seks decibel, så en sfærisk bølge dæmpes med en hastighed på seks decibel for hver faktor på to stigning i afstand fra kilden. Hvis en bølge formerer sig som en halvkugleformet bølge over en absorberende overflade, reduceres intensiteten yderligere med en faktor på to nær overfladen på grund af manglen på bidrag fra Huygens’ bølger fra den manglende halvkugle. Således falder intensiteten af en bølge, der formerer sig langs et niveau, perfekt absorberende gulv med en hastighed på 12 decibel for hver faktor på to i afstand fra kilden. Denne yderligere dæmpning fører til nødvendigheden af at skråne sæderne i et auditorium for at bevare et godt lydniveau bagpå.