ovanstående diskussion om utbredningen av ljudvågor börjar med ett förenklande antagande att vågen existerar som en planvåg. I de flesta verkliga fall rör sig emellertid en våg med ursprung i någon källa inte i en rak linje utan expanderar i en serie sfäriska vågfronter. Den grundläggande mekanismen för denna förökning är känd som Huygens princip, enligt vilken varje punkt på en våg är en källa till sfäriska vågor i sig. Resultatet är en Huygens wavelet-konstruktion, illustrerad i Figur 2a och 2b för en tvådimensionell planvåg och cirkulär våg. Den insiktsfulla punkten som föreslagits av den holländska fysikern Christiaan Huygens är att alla vågor i Figur 2a och 2b, inklusive de som inte visas men härrör från de som visas, bildar en ny sammanhängande våg som rör sig med ljudets hastighet för att bilda nästa våg i sekvensen. Dessutom, precis som wavelets lägger sig i framåtriktningen för att skapa en ny vågfront, avbryter de också varandra, eller stör destruktivt, i bakåtriktningen, så att vågorna fortsätter att sprida sig endast i framåtriktningen.
Encyklopedi Av Brasilien, Inc.
principen bakom att lägga upp Huygens wavelets, som involverar en grundläggande skillnad mellan materia och vågor, är känd som superpositionsprincipen. Det gamla ordspråket att inga två saker kan uppta samma utrymme samtidigt är korrekt när det tillämpas på materia, men det gäller inte vågor. Faktum är att ett oändligt antal vågor kan uppta samma utrymme samtidigt; dessutom gör de detta utan att påverka varandra, så att varje våg behåller sin egen karaktär oberoende av hur många andra vågor som finns vid samma tidpunkt. En radio-eller TV-antenn kan ta emot signalen med en enda frekvens som den är inställd på, opåverkad av förekomsten av andra. På samma sätt kan ljudvågorna hos två personer som pratar korsa varandra, men ljudet från varje röst påverkas inte av att vågorna har varit samtidigt vid samma punkt.
Superposition spelar en nyckelroll i många av ljudets vågegenskaper som diskuteras i detta avsnitt. Det är också grundläggande för tillsatsen av Fourier-komponenter i en våg för att erhålla en komplex vågform (se nedan Steady-state-vågor).
den inversa kvadratlagen
en planvåg av en enda frekvens i teorin kommer att sprida sig för alltid utan förändring eller förlust. Detta är dock inte fallet med en cirkulär eller sfärisk våg. En av de viktigaste egenskaperna hos denna typ av våg är en minskning av intensiteten när vågen sprider sig. Den matematiska förklaringen av denna princip, som härrör lika mycket från geometri som från fysik, är känd som inverse square law.
när en cirkulär vågfront (som den som skapas genom att släppa en sten på en vattenyta) expanderar, fördelas dess energi över en allt större omkrets. Intensiteten, eller energin per längdenhet längs cirkelns omkrets, kommer därför att minska i ett omvänt förhållande till cirkelns växande radie eller avståndet från vågens källa. På samma sätt, när en sfärisk vågfront expanderar, fördelas dess energi över en större och större yta. Eftersom en sfärs yta är proportionell mot kvadraten av dess radie är vågens intensitet omvänt proportionell mot radiens kvadrat. Detta geometriska förhållande mellan en vågs växande radie och dess minskande intensitet är det som ger upphov till den inversa kvadratlagen.
minskningen av intensiteten hos en sfärisk våg när den sprids utåt kan också uttryckas i decibel. Varje faktor av två i avstånd från källan leder till en minskning av intensiteten med en faktor fyra. Till exempel motsvarar en faktor med fyra minskningar i en vågs intensitet en minskning med sex decibel, så att en sfärisk våg dämpar med en hastighet av sex decibel för varje faktor med två ökningar i avstånd från källan. Om en våg förökar sig som en halvsfärisk våg ovanför en absorberande yta, kommer intensiteten att minskas ytterligare med en faktor två nära ytan på grund av bristen på bidrag från Huygens wavelets från den saknade halvklotet. Således faller intensiteten hos en våg som förökar sig längs en nivå, Perfekt absorberande golv med en hastighet av 12 decibel för varje faktor av två i avstånd från källan. Denna ytterligare dämpning leder till nödvändigheten av att luta sätena i ett auditorium för att behålla en bra ljudnivå bak.