Ako kamenčić bacite u ribnjak s mirnom vodom, površina vode se poremeti. Poremećaj ne ostaje ograničen na jedno mjesto, već se širi prema van duž kruga. Ako nastavite s ispuštanjem kamenčića u ribnjak, vidjet ćete krugove koji se brzo kreću prema van od točke na kojoj je površina vode poremećena. Daje osjećaj kao da se voda kreće prema van od točke poremećaja. Ako stavite komadiće pluta na poremećenu površinu, vidi se da se komadići pluta pomiču gore-dolje, ali se ne udaljavaju od središta smetnje. To pokazuje da vodena masa ne teče prema van s krugovima, već se stvara pokretni poremećaj. Slično, kada govorimo, zvuk se kreće prema van od nas, bez ikakvog strujanja zraka iz jednog dijela medija u drugi. Poremećaji koji nastaju u zraku su mnogo manje očiti i samo ih naše uši ili mikrofon mogu otkriti. Ovi obrasci, koji se kreću bez stvarnog fizičkog prijenosa ili protoka materije u cjelini, nazivaju se valovi.
Valovi prenose energiju i obrazac poremećaja ima informaciju koja se širi od jedne točke do druge. Sve naše komunikacije u biti ovise o prijenosu signala kroz valove. Govor znači proizvodnju zvučnih valova u zraku, a sluh se svodi na njihovu detekciju. Često komunikacija uključuje različite vrste valova. Na primjer, zvučni valovi mogu se prvo pretvoriti u signal električne struje koji zauzvrat može generirati elektromagnetski val koji se može prenositi optičkim kabelom ili putem satelita. Detekcija izvornog signala obično uključuje ove korake obrnutim redoslijedom.
Ne zahtijevaju svi valovi medij za njihovo širenje. Na primjer, svjetlosni valovi mogu putovati kroz vakuum. Svjetlost koju emitiraju zvijezde, koje su udaljene stotinama svjetlosnih godina, stiže do nas kroz međuzvjezdani prostor koji je praktički vakuum.
Neki primjeri valova su – oceanski valovi, zvučni valovi, svjetlosni valovi, potresi, TV i radio valovi, X-zrake, optička vlakna, laseri, mikrovalovi u pećnicama itd.
1. Mehanički valovi:
Najpoznatija vrsta valova kao što su valovi na struni, vodeni valovi, zvučni valovi, seizmički valovi itd. su tzv. mehanički valovi. Ovi valovi zahtijevaju medij za širenje, ne mogu se širiti kroz vakuum. Uključuju oscilacije sastavnih čestica i ovise o elastičnim svojstvima medija.
Mehanički valovi dolaze u dva različita oblika – poprečni val i longitudinalni val.
Poprečni val je val koji uzrokuje da čestice preko kojih prolaze vibriraju pod pravim kutom u odnosu na smjer u kojem se valovi kreću. Pomiče medij okomito na valno gibanje. Na primjer, zamislite čamac kako skakuće gore-dolje u vodi dok val prolazi; vibrirajuća žica za gitaru itd.
Longitudinalni val je val koji uzrokuje da čestice preko kojih prolaze vibriraju paralelno sa smjerom u kojem se valovi kreću. Pomiče medij paralelno s gibanjem vala. Na primjer, plitki valovi koje gurate i povlačite, itd.
2. Elektromagnetski valovi:
Elektromagnetski valovi su druga vrsta valova. Elektromagnetski valovi ne zahtijevaju nužno medij - oni mogu putovati kroz vakuum. Svjetlost, radio valovi, X-zrake su sve elektromagnetski valovi. U vakuumu svi elektromagnetski valovi imaju istu brzinu.
3. Valovi materije:
Treća vrsta valova su takozvani valovi materije. Materija se sastoji od atoma, a atomi od protona, neutrona i elektrona. Valna funkcija za materijalnu česticu često se naziva val materije. Sva materija može pokazati ponašanje poput valova. Na primjer, snop elektrona može se difrakirati baš kao snop svjetlosti ili vodeni val. Oni su konceptualno apstraktniji od mehaničkih ili elektromagnetskih valova; već su našli primjenu u nekoliko uređaja temeljnih za modernu tehnologiju; valovi tvari povezani s elektronima koriste se u elektronskim mikroskopima.
