§ 1.7. mechanické vlny

Vibrácie látky alebo poľa šíriace sa v priestore sa nazývajú vlnenie. Kolísanie hmoty vytvára elastické vlny (špeciálnym prípadom je zvuk).

mechanická vlna je šírenie kmitov častíc média v čase.

Vlny v spojitom prostredí sa šíria v dôsledku interakcie medzi časticami. Ak sa ktorákoľvek častica dostane do oscilačného pohybu, potom sa v dôsledku elastického spojenia tento pohyb prenesie na susedné častice a vlna sa šíri. V tomto prípade sa samotné oscilujúce častice nepohybujú s vlnou, ale váhať okolo ich rovnovážne polohy.

Pozdĺžne vlny sú vlny, v ktorých sa smer kmitov častíc x zhoduje so smerom šírenia vĺn . Pozdĺžne vlny sa šíria v plynoch, kvapalinách a pevných látkach.

P
operné vlny- sú to vlny, pri ktorých je smer kmitov častíc kolmý na smer šírenia vĺn . Priečne vlny sa šíria iba v pevnom prostredí.

Vlny majú dve periodicity - v čase a priestore. Periodicita v čase znamená, že každá častica média kmitá okolo svojej rovnovážnej polohy a tento pohyb sa opakuje s periódou oscilácie T. Periodicita v priestore znamená, že oscilačný pohyb častíc média sa opakuje v určitých vzdialenostiach medzi nimi.

Periodicita vlnového procesu v priestore je charakterizovaná veličinou nazývanou vlnová dĺžka a označovanou .

Vlnová dĺžka je vzdialenosť, cez ktorú sa vlna šíri v médiu počas jednej periódy oscilácie častíc. .

Odtiaľ
, kde - perióda oscilácie častíc, - frekvencia oscilácií, - rýchlosť šírenia vlny v závislosti od vlastností prostredia.

Komu ako napísať vlnovú rovnicu? Nechajte kúsok šnúry nachádzajúci sa v bode O (zdroj vlny) oscilovať podľa kosínusového zákona

Nech je nejaký bod B vo vzdialenosti x od zdroja (bod O). Vlne, ktorá sa šíri rýchlosťou v, trvá určitý čas, kým ju dosiahne.
. To znamená, že v bode B začnú oscilácie neskôr
. To jest. Po dosadení do tejto rovnice výrazy pre
a množstvo matematických transformácií, dostaneme

,
. Predstavme si notáciu:
. Potom. Vzhľadom na svojvoľnosť výberu bodu B bude táto rovnica želanou rovnicou rovinnej vlny
.

Výraz pod kosínusovým znakom sa nazýva fáza vlny
.

E Ak sú dva body v rôznych vzdialenostiach od zdroja vlny, ich fázy budú odlišné. Napríklad fázy bodov B a C, ktoré sa nachádzajú vo vzdialenostiach a od zdroja vlny, bude v tomto poradí rovné

Označíme fázový rozdiel kmitov vyskytujúcich sa v bode B a v bode C
a bude to rovné

V takýchto prípadoch sa hovorí, že medzi osciláciami vyskytujúcimi sa v bodoch B a C dochádza k fázovému posunu Δφ. Hovorí sa, že oscilácie v bodoch B a C sa vyskytujú vo fáze, ak
. Ak
, potom sa oscilácie v bodoch B a C vyskytujú v protifáze. Vo všetkých ostatných prípadoch ide jednoducho o fázový posun.

Pojem "vlnová dĺžka" môže byť definovaný iným spôsobom:

Preto sa k nazýva vlnové číslo.

Zaviedli sme notáciu
a ukázal to
. Potom

.

Vlnová dĺžka je dráha, ktorú vlna prejde za jednu periódu kmitania.

Definujme dva dôležité pojmy vo vlnovej teórii.

vlnová plocha je miesto bodov v médiu, ktoré oscilujú v rovnakej fáze. Vlnová plocha môže byť nakreslená cez ktorýkoľvek bod média, preto ich je nekonečné množstvo.

Vlnové plochy môžu mať ľubovoľný tvar a v najjednoduchšom prípade ide o sústavu rovín (ak je zdrojom vlny nekonečná rovina) navzájom rovnobežných, alebo sústavu sústredných gúľ (ak je zdrojom vlny bod).

čelo vlny(čelo vlny) - ťažisko bodov, ku ktorým v čase dosahujú fluktuácie . Čelo vlny oddeľuje časť priestoru zapojenú do vlnového procesu od oblasti, kde ešte nevznikli oscilácie. Preto je čelo vlny jednou z vlnových plôch. Oddeľuje dve oblasti: 1 - ktorú vlna dosiahla v čase t, 2 - nedosiahla.

V danom čase existuje len jedno vlnové čelo, ktoré sa neustále pohybuje, pričom vlnové plochy zostávajú nehybné (prechádzajú rovnovážnymi polohami častíc oscilujúcich v rovnakej fáze).

rovinná vlna- ide o vlnenie, pri ktorom sú vlnové plochy (a čelo vlny) rovnobežné roviny.

sférická vlna je vlna, ktorej vlnové plochy sú sústredné gule. Rovnica sférickej vlny:
.

Každý bod média dosiahnutý dvoma alebo viacerými vlnami sa bude podieľať na osciláciách spôsobených každou vlnou samostatne. Aké budú výsledné vibrácie? Závisí to od mnohých faktorov, najmä od vlastností média. Ak sa vlastnosti média nemenia v dôsledku procesu šírenia vĺn, potom sa médium nazýva lineárne. Skúsenosti ukazujú, že vlny sa v lineárnom prostredí šíria nezávisle od seba. Vlny budeme uvažovať iba v lineárnych médiách. A aké bude kolísanie bodu, ktorý dosiahol dve vlny súčasne? Na zodpovedanie tejto otázky je potrebné pochopiť, ako nájsť amplitúdu a fázu kmitania spôsobenú týmto dvojitým pôsobením. Na určenie amplitúdy a fázy výslednej oscilácie je potrebné nájsť posuny spôsobené každou vlnou a potom ich sčítať. ako? Geometricky!

Princíp superpozície (prekrývania) vĺn: keď sa v lineárnom prostredí šíri niekoľko vĺn, každá z nich sa šíri tak, ako keby žiadne iné vlny neexistovali a výsledný posun častice prostredia v ľubovoľnom čase sa rovná geometrickému súčtu posunov, ktoré častice prijímajú, pričom sa podieľajú na každej zo zložiek vlnových procesov.

Dôležitým konceptom vlnovej teórie je koncept koherencia - koordinovaný tok v čase a priestore viacerých oscilačných alebo vlnových procesov. Ak fázový rozdiel vĺn prichádzajúcich do pozorovacieho bodu nezávisí od času, potom sa takéto vlny nazývajú koherentný. Je zrejmé, že iba vlny s rovnakou frekvenciou môžu byť koherentné.

R Uvažujme, čo bude výsledkom sčítania dvoch koherentných vĺn prichádzajúcich do nejakého bodu v priestore (bodu pozorovania) B. Pre zjednodušenie matematických výpočtov budeme predpokladať, že vlny vyžarované zdrojmi S 1 a S 2 majú rovnakú amplitúdu a počiatočné fázy rovné nule. V mieste pozorovania (v bode B) vlny prichádzajúce zo zdrojov S 1 a S 2 spôsobia oscilácie častíc média:
a
. Výsledné kolísanie v bode B sa zistí ako súčet.

Zvyčajne sa amplitúda a fáza výslednej oscilácie, ktorá sa vyskytuje v bode pozorovania, zistí pomocou metódy vektorových diagramov, ktoré predstavujú každú osciláciu ako vektor rotujúci s uhlovou rýchlosťou ω. Dĺžka vektora sa rovná amplitúde kmitania. Spočiatku tento vektor zviera so zvoleným smerom uhol rovný počiatočnej fáze kmitov. Potom je amplitúda výslednej oscilácie určená vzorcom.

Pre náš prípad sčítania dvoch kmitov s amplitúdami
,
a fázach
,

.

Preto amplitúda oscilácií, ktoré sa vyskytujú v bode B, závisí od toho, aký je rozdiel v dráhe
prechádza každou vlnou oddelene od zdroja po pozorovací bod (
je dráhový rozdiel medzi vlnami prichádzajúcimi do pozorovacieho bodu). Interferenčné minimá alebo maximá možno pozorovať v tých bodoch, pre ktoré
. A toto je rovnica hyperboly s ohniskami v bodoch S 1 a S 2 .

V tých bodoch priestoru, pre ktoré
, amplitúda výsledných kmitov bude maximálna a rovná
. Pretože
, potom bude amplitúda oscilácie maximálna v tých bodoch, pre ktoré.

v tých bodoch priestoru, pre ktoré
, amplitúda výsledných kmitov bude minimálna a rovná
.amplitúda oscilácie bude minimálna v tých bodoch, pre ktoré .

Fenomén prerozdelenia energie, ktorý je výsledkom sčítania konečného počtu koherentných vĺn, sa nazýva interferencia.

Fenomén ohýbania vĺn okolo prekážok sa nazýva difrakcia.

Niekedy sa difrakciou nazýva akákoľvek odchýlka šírenia vĺn v blízkosti prekážok od zákonov geometrickej optiky (ak sú rozmery prekážok úmerné vlnovej dĺžke).

B
Vďaka difrakcii môžu vlny vstúpiť do oblasti geometrického tieňa, obchádzať prekážky, prenikať cez malé otvory v obrazovkách atď. Ako vysvetliť zásah vĺn v oblasti geometrického tieňa? Fenomén difrakcie možno vysvetliť pomocou Huygensovho princípu: každý bod, ktorý vlna dosiahne, je zdrojom sekundárnych vĺn (v homogénnom sférickom prostredí) a obal týchto vĺn určuje polohu čela vlny v nasledujúcom okamihu v čas.

Vložte z rušenia svetla, aby ste videli, čo by sa mohlo hodiť

mávať nazývaný proces šírenia vibrácií v priestore.

vlnová plocha je miesto bodov, v ktorých dochádza k osciláciám v rovnakej fáze.

čelo vlny nazývané miesto bodov, do ktorých vlna dosiahne určitý bod v čase t. Čelo vlny oddeľuje časť priestoru zapojenú do vlnového procesu od oblasti, kde ešte nevznikli oscilácie.

Pre bodový zdroj je čelo vlny guľový povrch so stredom v mieste zdroja S. 1, 2, 3 - vlnité plochy; 1 - čelo vlny. Rovnica sférickej vlny šíriacej sa pozdĺž lúča vychádzajúceho zo zdroja: . Tu - rýchlosť šírenia vlny, - vlnová dĺžka; ALE- amplitúda oscilácie; - kruhová (cyklická) frekvencia kmitov; - posunutie z rovnovážnej polohy bodu nachádzajúceho sa vo vzdialenosti r od bodového zdroja v čase t.

rovinná vlna je vlna s plochým čelom vlny. Rovnica rovinnej vlny šíriacej sa pozdĺž kladného smeru osi r:
, kde X- posunutie z rovnovážnej polohy bodu nachádzajúceho sa vo vzdialenosti y od zdroja v čase t.

DEFINÍCIA

Pozdĺžna vlna- ide o vlnu, pri ktorej šírení dochádza k posunu častíc média v smere šírenia vlny (obr. 1, a).

Príčinou vzniku pozdĺžnej vlny je kompresia / extenzia, t.j. odpor média voči zmene jeho objemu. V kvapalinách alebo plynoch je takáto deformácia sprevádzaná riedením alebo zhutňovaním častíc média. Pozdĺžne vlny sa môžu šíriť v akomkoľvek prostredí – pevnom, kvapalnom aj plynnom.

Príkladmi pozdĺžnych vĺn sú vlny v elastickej tyči alebo zvukové vlny v plynoch.

priečne vlny

DEFINÍCIA

priečna vlna- ide o vlnenie, pri šírení ktorého dochádza k posunu častíc média v smere kolmom na šírenie vlny (obr. 1b).

Príčinou priečnej vlny je šmyková deformácia jednej vrstvy média voči druhej. Keď sa v médiu šíri priečna vlna, vytvárajú sa hrebene a žľaby. Kvapaliny a plyny na rozdiel od pevných látok nemajú elasticitu vzhľadom na šmyk vrstvy, t.j. nebráňte sa zmene tvaru. Preto sa priečne vlny môžu šíriť iba v pevných látkach.

Príkladom priečnych vĺn sú vlny pohybujúce sa pozdĺž napnutého lana alebo po šnúre.

Vlny na povrchu kvapaliny nie sú pozdĺžne ani priečne. Ak hodíte plavák na hladinu vody, môžete vidieť, že sa pohybuje, kolíše na vlnách, kruhovým spôsobom. Vlna na povrchu kvapaliny má teda priečne aj pozdĺžne zložky. Na povrchu kvapaliny sa môžu vyskytovať aj vlny špeciálneho typu – tzv povrchové vlny. Vznikajú v dôsledku pôsobenia a sily povrchového napätia.

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1

Cvičenie	Určte smer šírenia priečnej vlny, ak má plavák v určitom časovom bode smer rýchlosti uvedený na obrázku.
Riešenie	Urobme si kresbu. Nakreslime povrch vlny v blízkosti plaváka po určitom časovom intervale, berúc do úvahy, že počas tejto doby plavák klesol, pretože v okamihu smeroval dole. Pokračovaním čiary doprava a doľava ukážeme polohu vlny v čase . Porovnaním polohy vlny v počiatočnom okamihu (plná čiara) a v čase (prerušovaná čiara) sme dospeli k záveru, že vlna sa šíri doľava.

vlnový proces- proces prenosu energie bez prenosu hmoty.

mechanická vlna- porucha šíriaca sa v elastickom prostredí.

Prítomnosť elastického prostredia je nevyhnutnou podmienkou šírenia mechanických vĺn.

K prenosu energie a hybnosti v médiu dochádza v dôsledku interakcie medzi susednými časticami média.

Vlny sú pozdĺžne a priečne.

Pozdĺžna mechanická vlna - vlna, pri ktorej dochádza k pohybu častíc média v smere šírenia vlny. Priečna mechanická vlna - vlna, pri ktorej sa častice média pohybujú kolmo na smer šírenia vlny.

Pozdĺžne vlny sa môžu šíriť v akomkoľvek prostredí. Priečne vlny sa nevyskytujú v plynoch a kvapalinách, pretože oni

neexistujú žiadne pevné polohy častíc.

Periodické vonkajšie pôsobenie spôsobuje periodické vlny.

harmonická vlna- vlna vznikajúca harmonickými vibráciami častíc média.

Vlnová dĺžka- vzdialenosť, na ktorú sa vlna šíri počas periódy kmitania jej zdroja:

rýchlosť mechanickej vlny- rýchlosť šírenia porúch v médiu. Polarizácia je usporiadanie smerov oscilácií častíc v médiu.

Rovina polarizácie- rovina, v ktorej častice média vo vlne kmitajú. Lineárne polarizovaná mechanická vlna je vlna, ktorej častice kmitajú v určitom smere (priamke).

Polarizátor- prístroj, ktorý vysiela vlnu určitej polarizácie.

stojatá vlna- vlna vytvorená superpozíciou dvoch harmonických vĺn, ktoré sa šíria k sebe a majú rovnakú periódu, amplitúdu a polarizáciu.

Antinody stojatej vlny- poloha bodov s maximálnou amplitúdou kmitov.

Uzly stojatej vlny- nehybné body vlny, ktorých amplitúda kmitania sa rovná nule.

Na dĺžku l struny pripevnenej na koncoch sa zmestí celé číslo n polovičných vĺn priečnych stojatých vĺn:

Takéto vlny sa nazývajú oscilačné režimy.

Režim kmitania pre ľubovoľné celé číslo n > 1 sa nazýva n-tá harmonická alebo n-tá podtón. Režim kmitania pre n = 1 sa nazýva prvý harmonický alebo základný režim kmitania. Zvukové vlny sú elastické vlny v médiu, ktoré vyvolávajú u človeka sluchové vnemy.

Frekvencia kmitov zodpovedajúcich zvukovým vlnám leží v rozsahu od 16 Hz do 20 kHz.

Rýchlosť šírenia zvukových vĺn je určená rýchlosťou prenosu interakcie medzi časticami. Rýchlosť zvuku v pevnom skupenstve v p je spravidla väčšia ako rýchlosť zvuku v kvapaline v l, ktorá zase prevyšuje rýchlosť zvuku v plyne v g.

Zvukové signály sú klasifikované podľa výšky tónu, farby a hlasitosti. Výška zvuku je určená frekvenciou zdroja zvukových vibrácií. Čím vyššia je frekvencia oscilácií, tým vyšší je zvuk; vibrácie nízkych frekvencií zodpovedajú nízkym zvukom. Zafarbenie zvuku je určené formou zvukových vibrácií. Rozdiel v tvare vibrácií s rovnakou periódou je spojený s rôznymi relatívnymi amplitúdami základného módu a podtónu. Hlasitosť zvuku je charakterizovaná úrovňou intenzity zvuku. Intenzita zvuku - energia zvukových vĺn dopadajúcich na plochu 1 m 2 za 1 s.

Mechanickýmávať vo fyzike ide o jav šírenia porúch, sprevádzaný prenosom energie kmitajúceho telesa z jedného bodu do druhého bez transportu hmoty, v nejakom elastickom prostredí.

Predpokladom vzniku mechanických porúch je prostredie, v ktorom dochádza k elastickej interakcii medzi molekulami (kvapalina, plyn alebo pevná látka). Sú možné iba vtedy, keď sa molekuly látky navzájom zrážajú a prenášajú energiu. Jedným príkladom takýchto porúch je zvuk (akustická vlna). Zvuk sa môže šíriť vo vzduchu, vode alebo pevných látkach, ale nie vo vákuu.

Na vytvorenie mechanickej vlny je potrebná určitá počiatočná energia, ktorá vyvedie médium z rovnováhy. Táto energia bude potom prenášaná vlnou. Napríklad kameň hodený do malého množstva vody vytvorí na hladine vlnu. Hlasný výkrik vytvára akustickú vlnu.

Hlavné typy mechanických vĺn:

• zvuk;
• Na povrchu vody;
• zemetrasenia;
• seizmické vlny.

Mechanické vlny majú vrcholy a dno, ako všetky oscilačné pohyby. Ich hlavné charakteristiky sú:

• Frekvencia. Toto je počet kmitov za sekundu. Jednotky merania v SI: [ν] = [Hz] = [s -1].
• Vlnová dĺžka. Vzdialenosť medzi susednými vrcholmi alebo prepadmi. [A] = [m].
• Amplitúda. Najväčšia odchýlka stredného bodu od rovnovážnej polohy. [X max] = [m].
• Rýchlosť. Toto je vzdialenosť, ktorú vlna prejde za sekundu. [V] = [m/s].

Vlnová dĺžka

Vlnová dĺžka je vzdialenosť medzi bodmi najbližšie k sebe, oscilujúcimi v rovnakých fázach.

Vlny sa šíria priestorom. Smer ich šírenia je tzv lúč a označené čiarou kolmou na povrch vlny. A ich rýchlosť sa vypočíta podľa vzorca:

Hranica vlnovej plochy, ktorá oddeľuje časť prostredia, v ktorej už dochádza k osciláciám, od časti prostredia, v ktorej oscilácie ešte nezačali, - mávaťvpredu.

Pozdĺžne a priečne vlny

Jedným zo spôsobov klasifikácie mechanického typu vĺn je určenie smeru pohybu jednotlivých častíc média vo vlne vo vzťahu k smeru jej šírenia.

V závislosti od smeru pohybu častíc vo vlnách existujú:

1. priečnevlny.Častice média v tomto type vĺn oscilujú v pravom uhle k vlnovému lúču. Vlnenie v jazierku alebo vibrujúce struny gitary môžu pomôcť vizualizovať priečne vlny. Tento typ kmitov sa nemôže šíriť v kvapalnom alebo plynnom prostredí, pretože častice týchto médií sa pohybujú náhodne a nie je možné organizovať ich pohyb kolmo na smer šírenia vĺn. Priečny typ vĺn sa pohybuje oveľa pomalšie ako pozdĺžny.
2. Pozdĺžnyvlny.Častice média kmitajú v rovnakom smere ako sa vlna šíri. Niektoré vlny tohto typu sa nazývajú kompresné alebo kompresné vlny. Pozdĺžne kmity pružiny - periodické stláčanie a predlžovanie - poskytujú dobrú vizualizáciu takýchto vĺn. Pozdĺžne vlny sú najrýchlejšie vlny mechanického typu. Zvukové vlny vo vzduchu, cunami a ultrazvuk sú pozdĺžne. Patrí medzi ne určitý typ seizmických vĺn šíriacich sa pod zemou a vo vode.

Mechanická alebo elastická vlna je proces šírenia kmitov v elastickom prostredí. Napríklad vzduch začne oscilovať okolo vibrujúcej struny alebo kužeľa reproduktora – struna alebo reproduktor sa stali zdrojom zvukovej vlny.

Pre vznik mechanického vlnenia musia byť splnené dve podmienky - prítomnosť zdroja vlnenia (môže to byť akékoľvek kmitavé teleso) a elastického prostredia (plyn, kvapalina, pevná látka).

Zistite príčinu vlny. Prečo sa častice média obklopujúceho akékoľvek kmitajúce teleso tiež dostávajú do kmitavého pohybu?

Najjednoduchším modelom jednorozmerného elastického média je reťaz guľôčok spojených pružinami. Guľôčky sú modely molekúl, pružiny, ktoré ich spájajú, modelujú sily interakcie medzi molekulami.

Predpokladajme, že prvá gulička kmitá s frekvenciou ω. Pružina 1-2 je deformovaná, vzniká v nej elastická sila, ktorá sa mení s frekvenciou ω. Pod pôsobením vonkajšej periodicky sa meniacej sily začne druhá gulička vykonávať nútené kmitanie. Pretože vynútené oscilácie sa vždy vyskytujú pri frekvencii vonkajšej hnacej sily, frekvencia oscilácií druhej gule sa zhoduje s frekvenciou oscilácie prvej. K vynúteným osciláciám druhej gule však dôjde s určitým fázovým oneskorením vzhľadom na vonkajšiu hnaciu silu. Inými slovami, druhá gulička začne oscilovať o niečo neskôr ako prvá gulička.

Vibrácie druhej guľôčky spôsobia periodicky sa meniacu deformáciu pružiny 2-3, čo spôsobí rozkmitanie tretej gule atď. Všetky guľôčky v reťazci sa teda budú striedavo zapájať do kmitavého pohybu s frekvenciou kmitov prvej guľôčky.

Je zrejmé, že príčinou šírenia vĺn v elastickom prostredí je prítomnosť interakcie medzi molekulami. Frekvencia kmitov všetkých častíc vo vlne je rovnaká a zhoduje sa s frekvenciou kmitov zdroja vlny.

Podľa charakteru kmitov častíc vo vlne sa vlny delia na priečne, pozdĺžne a povrchové vlny.

AT pozdĺžna vlnačastice oscilujú v smere šírenia vlny.

Šírenie pozdĺžnej vlny je spojené s výskytom ťahovo-kompresnej deformácie v médiu. V natiahnutých oblastiach média sa pozoruje zníženie hustoty látky - riedenie. V stlačených oblastiach média naopak dochádza k zvýšeniu hustoty látky – k takzvanému zahusťovaniu. Z tohto dôvodu je pozdĺžna vlna pohyb v priestore oblastí kondenzácie a riedenia.

Ťahovo-kompresná deformácia sa môže vyskytnúť v akomkoľvek elastickom prostredí, takže pozdĺžne vlny sa môžu šíriť v plynoch, kvapalinách a pevných látkach. Príkladom pozdĺžnej vlny je zvuk.

AT šmyková vlnačastice kmitajú kolmo na smer šírenia vĺn.

Šírenie priečnej vlny je spojené s výskytom šmykovej deformácie v médiu. Tento druh deformácie môže existovať iba v pevných látkach, takže priečne vlny sa môžu šíriť iba v pevných látkach. Príkladom šmykovej vlny je seizmická S-vlna.

povrchové vlny vyskytujú na rozhraní medzi dvoma médiami. Oscilujúce častice média majú priečne, kolmé na povrch a pozdĺžne zložky vektora posunutia. Častice prostredia pri svojich osciláciách opisujú eliptické trajektórie v rovine kolmej na povrch a prechádzajú cez smer šírenia vĺn. Príkladom povrchových vĺn sú vlny na vodnej hladine a seizmické L - vlny.

Čelo vlny je ťažisko bodov dosiahnutých vlnovým procesom. Tvar čela vlny môže byť rôzny. Najbežnejšie sú rovinné, sférické a valcové vlny.

Všimnite si, že vlnoplocha je vždy umiestnená kolmý smer vlny! Všetky body čela vlny začnú oscilovať v jednej fáze.

Na charakterizáciu vlnového procesu sa zavádzajú tieto veličiny:

1. Frekvencia vĺnν je frekvencia oscilácií všetkých častíc vo vlne.

2. Amplitúda vlny A je amplitúda oscilácie častíc vo vlne.

3. Rýchlosť vlnyυ je vzdialenosť, cez ktorú sa vlnový proces (poruchy) šíri za jednotku času.

Pozor - rýchlosť vlny a rýchlosť kmitania častíc vo vlne sú rôzne pojmy! Rýchlosť vlny závisí od dvoch faktorov: od typu vlny a od prostredia, v ktorom sa vlna šíri.

Všeobecný vzorec je nasledujúci: rýchlosť pozdĺžnej vlny v pevnej látke je väčšia ako v kvapaline a rýchlosť v kvapaline je zase väčšia ako rýchlosť vlny v plynoch.

Nie je ťažké pochopiť fyzický dôvod tejto pravidelnosti. Príčinou šírenia vĺn je interakcia molekúl. Prirodzene, porucha sa šíri rýchlejšie v prostredí, kde je interakcia molekúl silnejšia.

V tom istom médiu je pravidelnosť odlišná - rýchlosť pozdĺžnej vlny je väčšia ako rýchlosť priečnej vlny.

Napríklad rýchlosť pozdĺžnej vlny v pevnej látke, kde E je modul pružnosti (Youngov modul) látky, ρ je hustota látky.

Rýchlosť šmykovej vlny v pevnej látke, kde N je šmykový modul. Keďže pre všetky látky . Jedna z metód určenia vzdialenosti od zdroja zemetrasenia je založená na rozdiele rýchlostí pozdĺžnych a priečnych seizmických vĺn.

Rýchlosť priečnej vlny v napnutej šnúre alebo strune je určená ťahovou silou F a hmotnosťou na jednotku dĺžky μ:

4. Vlnová dĺžkaλ je minimálna vzdialenosť medzi bodmi, ktoré oscilujú rovnako.

Pre vlny pohybujúce sa po povrchu vody je vlnová dĺžka ľahko definovaná ako vzdialenosť medzi dvoma susednými hrbolčekmi alebo susednými priehlbinami.

V prípade pozdĺžnej vlny možno vlnovú dĺžku nájsť ako vzdialenosť medzi dvoma susednými koncentráciami alebo riedeniami.

5. V procese šírenia vĺn sú časti média zapojené do oscilačného procesu. Oscilujúce médium sa po prvé pohybuje, preto má kinetickú energiu. Po druhé, médium, cez ktoré vlna prechádza, je deformované, a preto má potenciálnu energiu. Je ľahké vidieť, že šírenie vĺn je spojené s prenosom energie do nevybudených častí média. Aby sme charakterizovali proces prenosu energie, predstavíme intenzita vĺn ja.