Теория:

При возникновении волн в пружине колебания её витков происходили вдоль направления распространения волны в ней (рис. 1).
 
0012-013-.gif
Рис. 1
Волны, в которых колебания происходят вдоль направления их распространения, называются продольными волнами.
Кроме продольных волн существуют и поперечные волны.
Проведём опыт.
Возьмём длинный резиновый шнур. Один конец этого шнура закрепим, другой конец приведём в колебательное движение в вертикальной плоскости (перпендикулярно горизонтально расположенному шнуру). Благодаря силам упругости, возникающим в шнуре, колебания будут распространяться вдоль шнура. В нём возникают волны, причём колебания частиц шнура происходят перпендикулярно направлению распространения волн (рис. 2).
 
53.png
Рис. 2
Волны, в которых колебания происходят перпендикулярно направлению их распространения, называются поперечными волнами.
Движение частиц среды, в которой образуются как поперечные, так и продольные волны, можно наглядно продемонстрировать с помощью волновой машины (рис. 3, 4).
На рисунке 3 показана продольная волна, а на рисунке 4 — поперечная. Обе волны распространяются в горизонтальном направлении.
 
волновая1.png
Рис. 3
 
волновая2.png
Рис. 4
 
На волновой машине представлен только один ряд шариков. Но, наблюдая за их движением, можно понять, как распространяются волны в сплошных средах, протяжённых во всех трёх направлениях (например, в некотором объёме твёрдого, жидкого или газообразного вещества).
Для этого представим, что каждый шарик является частью вертикального слоя вещества, расположенного перпендикулярно к плоскости рисунка.
При распространении поперечной волны эти слои, подобно шарикам, будут сдвигаться друг относительно друга, совершая колебания в вертикальном направлении (рис. 5). Поэтому поперечные механические волны являются волнами сдвига.
 
поперечная.gif
 
Продольные волны — это волны сжатия и разрежения. В этом случае деформация слоев среды состоит в изменении их плотности, так что продольные волны представляют собой чередующиеся уплотнения и разрежения (рис. 7).
 
продольная.gif
 
Обрати внимание!
Упругие силы при сдвиге слоев возникают только в твёрдых телах. В жидкостях и газах смежные слои свободно скользят друг по другу без появления противодействующих упругих сил. Раз нет упругих сил, то и образование упругих волн в жидкостях и газах невозможно. Поэтому поперечные волны могут распространяться только в твёрдых телах.
 
При сжатии и разрежении (т. е. при изменении объёма участков тела) упругие силы возникают как в твёрдых телах, так и в жидкостях и газах. Поэтому продольные волны могут распространяться в любой среде — твёрдой, жидкой и газообразной.