a hanghullámok terjedésének fenti tárgyalása azzal az egyszerűsítő feltevéssel kezdődik, hogy a hullám síkhullámként létezik. A legtöbb valós esetben azonban egy bizonyos forrásból származó hullám nem egyenes vonalban mozog, hanem gömb alakú hullámfrontok sorozatában tágul. Ennek a terjedésnek az alapvető mechanizmusa Huygens-elv, amely szerint a hullám minden pontja önmagában gömbhullámok forrása. Az eredmény egy Huygens – hullámszerkezet, amelyet a 2a.és 2b. ábra mutat be kétdimenziós síkhullámra és körhullámra. Christiaan Huygens holland fizikus által javasolt éleslátó pont az, hogy a 2a.és 2b. ábra összes hulláma, beleértve azokat is, amelyek nem láthatók, de a bemutatott hullámok között származnak, új koherens hullámot képeznek, amely a hangsebességgel halad, hogy a következő hullámot képezze a sorozatban. Ezen túlmenően, ahogy a hullámok összeadódnak az előre irányba, hogy új hullámfrontot hozzanak létre, a hátrafelé is megsemmisítik egymást, vagy rombolóan beavatkoznak, így a hullámok továbbra is csak előre haladnak.
Encyclopedia Enterprises, Inc.
a Huygens-hullámok összeadásának elvét, amely alapvető különbséget jelent az anyag és a hullámok között, a szuperpozíció elvének nevezik. A régi mondás, miszerint két dolog nem foglalhatja el ugyanazt a helyet egyszerre, helyes, ha az anyagra alkalmazzák, de a hullámokra nem vonatkozik. Valójában végtelen számú hullám foglalhatja el ugyanazt a teret egyszerre; ráadásul ezt anélkül teszik, hogy befolyásolnák egymást, így minden hullám megtartja saját jellegét, függetlenül attól, hogy hány más hullám van jelen ugyanabban a pontban és időben. A rádió-vagy televízióantenna bármely olyan frekvencia jelét képes fogadni, amelyre be van hangolva, mások létezése nem befolyásolja. Hasonlóképpen, két beszélő ember hanghullámai keresztezhetik egymást, de az egyes hangok hangját nem befolyásolja az, hogy a hullámok egyszerre voltak ugyanazon a ponton.
a szuperpozíció kulcsszerepet játszik a hang számos hullám tulajdonságában, amelyet ebben a szakaszban tárgyalunk. Alapvető fontosságú egy hullám Fourier-komponenseinek hozzáadása a komplex hullámforma elérése érdekében (lásd alább az egyensúlyi állapotú hullámokat).
az inverz négyzetes törvény
az elméletben egyetlen frekvenciájú síkhullám örökké terjed, változás vagy veszteség nélkül. A kör alakú vagy gömb alakú hullám esetében azonban nem ez a helyzet. Az ilyen típusú hullám egyik legfontosabb tulajdonsága az intenzitás csökkenése a hullám terjedésével. Ennek az elvnek a matematikai magyarázata, amely éppúgy származik a geometriából, mint a fizikából, az úgynevezett inverz négyzet törvény.
ahogy egy kör alakú hullámfront (például egy kő vízfelszínre ejtésével létrehozott) kitágul, energiája egyre nagyobb kerületen oszlik el. A kör kerülete mentén a hosszegységre jutó intenzitás vagy energia ezért inverz kapcsolatban csökken a kör növekvő sugarával, vagy a hullám forrásától való távolsággal. Ugyanígy, ahogy egy gömb alakú hullámfront kitágul, energiája egyre nagyobb felületen oszlik el. Mivel a gömb felülete arányos a sugár négyzetével, a hullám intenzitása fordítottan arányos a sugár négyzetével. Ez a geometriai viszony a hullám növekvő sugara és csökkenő intenzitása között az, ami az inverz négyzet törvényét eredményezi.
a gömbhullám intenzitásának csökkenése kifelé terjedve decibelben is kifejezhető. A forrástól való távolság két tényezője az intenzitás négyszeres csökkenéséhez vezet. Például a hullám intenzitásának négyszeres csökkenése egyenértékű a hat decibel csökkenésével, így egy gömbhullám hat decibel sebességgel csillapodik a forrástól való távolság két tényezőjéhez. Ha egy hullám félgömb alakú hullámként terjed egy abszorbeáló felület felett, akkor az intenzitás tovább csökken a felszín közelében lévő két tényezővel, mivel a hiányzó féltekéről Huygens hullámai nem járulnak hozzá. Így a szint mentén terjedő hullám intenzitása, tökéletesen nedvszívó padló 12 decibel sebességgel esik le a forrástól távol eső két tényezőre. Ez a további csillapítás szükségessé teszi a nézőtér üléseinek lejtését annak érdekében, hogy a hátsó részen jó zajszint maradjon.