Теория:

Рассмотрим симуляцию распространения волны в пружине (рис. \(1\)). В этом случае колебания витков происходят в том же направлении, куда и распространяется волна, т.е. направление колебаний совпадает с направлением распространения волны.  
 
0012-013-.gif
 
Рис. \(1\). Распространение волны
Волны, в которых направление колебаний совпадает с направлением их распространения, называются продольными волнами.
В природе существуют не только продольные волны.
Проведём опыт с длинным резиновым шнуром Один его конец неподвижно закрепим, а другой будем перемещать так, чтобы совершались в колебательные движения в вертикальной плоскости (под углом 90°  к первоначальному положению шнура). Из-за сил упругости, которые возникнут в шнуре, колебание будет передаваться дальше и распространятся по всему шнуру. Таким образом, направление колебаний будет перпендикулярно исходному положению шнура, но передача колебаний (распространение волны) станет происходить вдоль него (рис. \(2\)).
 
53.png
 
Рис. \(2\). Изображение направлений распространения волны и смещения частиц среды
Если колебание частиц среды перпендикулярно направлению  распространения волны, то такую волну называют поперечной волной.
Устройство, с помощью которого можно моделировать поперечные и продольные волны, называется волновой машиной (рис. \(3\), \(4\)). Ее основные части — шарики, соединенные пружинками (шарики моделируют частицы среды, в которой распространяется волна). Смоделированные волны  распространяются по горизонтали.
Продольная волна изображена на рисунке \(3\), а на рисунке \(4\) — поперечная волна.
 
волновая1.png
 
Рис. \(3\). Изображение продольной волны
 
волновая2.png
 
Рис. \(4\). Изображение поперечной волны
 
Волновая машина позволяет наглядно моделировать движение частиц среды с помощью шариков в направлении одной длины волны, рассматривая совокупность шариков как вертикальный слой вещества.
Слои вещества также, как и шарики на модели, смещаются по отношению друг к другу. При этом они колеблются в вертикальной плоскости, совершая движение вверх - вниз.  (рис. \(5\)). Это движение напоминает сдвиг. Так распространяется поперечная волна.
 
поперечная.gif
 
Рис. \(5\). Изображение распространения поперечных волн в среде
 
Механизм распространения продольной волны несколько иной. Слои вещества также деформируются. Только вместо деформации сдвига наблюдается деформация разрежения и сжатия, что приводит к изменению плотности вещества (рис. \(6\)). Область пространства с повышенной плотностью называют уплотнением, а с малой плотностью —  разрежением.
 
продольная.gif
Рис. \(6\). Изображение распространения продольных волн в среде
 
Из-за разности строения твердых тел, жидкостей и газов следует вывод: какие механические волны и в какой среде могут распространяться.
При наличии поверхности, а она есть только у твердых тел и жидкостей, могут возникать поперечные волны. В свою очередь, для продольных волн это условие не обязательно. Для их распространения нужны только молекулы среды. Поэтому продольные волны распространяются как в твердых телах, так и в жидкостях и газах.
Источники:
Рис. 1. Распространение волны.
Рис. 2. Изображение направлений распространения волны и смещения частиц среды.
Рис. 3. Изображение продольной волны
Рис. 4. Изображение поперечной волны.
Рис. 5. Изображение распространения поперечных волн в среде.
Рис. 6. Изображение распространения продольных волн в среде.