如果用锤子敲击一面铜锣的中心,由于铜锣的振动,在介质中就会产生声波。实际上这时产生的声波分为两类。一类是由于锣面的振动引起附近空气质点的振动:在某个瞬间空气质点彼此靠近,形成密布;在另外一些瞬间,空气质点彼此疏远,形成疏布,在空气中交替产生的密布和疏布向外传播,产生气压的波动,就可将声音传入人耳。这种在空气中传播的、空气质点振动方向和声波传播方向一致的波叫纵波。与空气中的纵波同时产生的还有另一类波,在锣面上没有被锤子敲击的各处,在一定时间后也会重复被敲击振动,这就是说,存在一种沿锣面传播的波动,这种波的特点是,锣面上固体(铜)质点运动的方向(与铜锣的表面垂直)与波动的传播方向(沿锣面)垂直,这类波叫横波。横波只能在固体中传播,而纵波则在固体和流体中都能传播,固体中纵波的速度明显大于横波速度。
路工人为了判断远处的火车是否开来时,往往是将耳朵靠近钢轨,从钢轨中去寻找火车运动的迹象。这是因为火车发出的声音在钢轨中的传播速度(纵波,约5500米/秒)要比在空气中快得多(空气中声速仅340米/秒),而且声音沿钢轨传播的能量损失也比在空气中小得多。一般来说,声音在固体中的声速比在液体中高,液体中的声速又比在气体中高。
在井下的岩层中,有些岩石的纵波声速(如用来做建筑材料的大理石和白云石)甚至比钢轨还高(达7000米/秒以上);有些岩石,如地面以下较浅处的黏土或泥岩,其纵波声速约1800米/秒,仅略高于水(1450米/秒);砂岩(最可能储集石油天然气或水的岩石)的纵波声速可在3000米/秒至5000米/秒之间。这样在井下可以通过测量记录岩石的纵波声速来判断岩石的种类或性质,其方法是在井下放置一个发射声波信号的探头,并在固定的距离上再放置一个或几个接收声波信号的探头,测量记录在固定距离上各种岩石中纵波信号到达声波接收探头的时间(好像在比赛跑100米),根据在不同岩层中声波纵波信号到达接收探头时间的早晚,可计算出岩石的纵波速度。通常,在固定距离(例如1米)上,纵波信号最先到达接收探头的,是速度快的岩石,例如大理岩、白云岩、花岗岩等致密的(密度大)的岩石,最后到达的则是速度慢的、疏松的(密度小)的泥质岩石。这样,通过对井下岩石声速的测量记录就可以将不同种类的岩石区分开来:声速快的是致密坚硬的大理岩、白云岩、花岗岩等岩石;而声速慢的则是泥岩、页岩等疏松的岩石。
我国华北平原第三系泥岩的声波速度仅1820米/秒,砂岩声波速度约2650米/秒,任丘油田著名的震旦系石灰岩、白云岩的声波速度则达6500米/秒以上。而任丘油田的石油天然气,浅层是在第三系的砂岩中,深层则是在震旦系的石灰岩、白云岩中。这样只要根据声波速度找出砂岩、石灰岩和白云岩,再在这些岩层中找孔隙、裂缝明显的层段,就有希望找到石油天然气。