Rozchodzenie się fali dźwiękowej w powietrzu ilustruje poniższy rysunek (Whitaker, Benson 2002). Wygenerowany dźwięk to podłużna fala dźwiękowa o charakterze impulsowym, powstała w wyniku nagłego przesunięcia tłoka w cylindrze. Fala propaguje się z prędkością dźwięku wzdłuż cylindra.

Dźwięki okresowe powstają, gdy fala dźwiękowa jest w regularny sposób powtarzalna.

Na poniższych rysunkach przedstawiono generowanie okresowej fali dźwiękowej, w tym przypadku sinusoidalnej, oraz jej charakterystykę (Whitaker, Benson 2002).

Fala dźwiękowa jest generowana przez regularne wychylenia membrany głośnika umieszczonego na końcu tuby. Kolejny rysunek przedstawia falę dźwiękową w postaci funkcji reprezentującej wychylenie membrany w funkcji czasu. Falę dźwiękową można też przedstawić jak na następnych rysunkach, tj. jako funkcję reprezentującą zmiany ciśnienia w czasie lub w punktach wzdłuż tuby.

Długość fali opisywana jest wzorem

Częstotliwość podstawowa, słyszana jako wysokość dźwięku, opisywana jest wzorem f=1/T.

Zatem,

Prędkość dźwięku w powietrzu w temperaturze pokojowej 22 stopni Celsjusza wynosi 345 m/s. W innej temperaturze t prędkość c dźwięku wynosi

Dźwięki złożone również mogą być dźwiękami okresowymi, co ilustruje poniższy rysunek (Whitaker, Benson 2002).

Przedstawiona na tym rysunku fala dźwiękowa złożona jest z 3 składowych harmonicznych, tj. takich, że ich częstotliwość jest całkowitą wielokrotności składowej podstawowej, określającej wysokość tego dźwięku, a zatem fn=n*f1. Fala ta ma składowe o okresach T1, T3=(1/3)*T1 i T5=(1/5)*T1, a więc o częstotliwościach f1, f3=3*f1 i f5=5*f1. Wszystkie te składowe rozpoczynają się w tej samej chwili przejściem przez zero, zaś wartość funkcji sinusoidalnej zmienia się w kierunku wartości dodatnich dla każdej ze składowych.

Faza jest pojęciem względnym, wynikającym z podziału pojedynczego okresu fali na 360 stopni. Najdogodniej jest przyjąć, iż faza 0 stopni przypada w chwili przejścia przez zero sygnału i jednoczesnego narastania wartości sygnału, zaś faza 360 stopni przypada w analogicznym punkcie na początku następnego cyklu.

Przesunięcie fazy określa w stopniach ułamek okresu fali dźwiękowej, o który pojedyncza składowa częstotliwościowa jest przesunięta w dziedzinie czasu. Przykładowo, przesunięcie o 90 stopni odpowiada przesunięciu o 1/4 okresu. Odwrócenie fali odpowiada przesunięciu o 180 stopni wszystkich składowych częstotliwościowych. Fazy fali sinusoidalnej przedstawiono na poniższym rysunku.

Poniższy rysunek przedstawia falę dźwiękową o takich składowych jak poprzednio, tj. f1, f3 i f5, ale z przesunięciem pierwszej składowej w fazie o 90 stopni. Skład częstotliwościowy pozostaje więc bez zmian, jednak przebieg czasowy tej fali dźwiękowej jest inny niż poprzednio (Whitaker, Benson 2002).