水のない池に小石を落とすと、水面が乱れます。乱れは一箇所にとどまらず、円を描くように広がっていきます。池に小石を落とし続けると、水面が乱れたところからどんどん円が外側に動いていくのが見えます。障害点から水が外側に移動するような感覚を与えます。乱れた表面にコルク片を置くと、コルク片が上下に移動しますが、乱れの中心からは離れません。これは、水塊が円とともに外側に流れていないことを示していますが、むしろ移動擾乱が作成されています。同様に、私たちが話すとき、音は媒体のある部分から別の部分への空気の流れなしに、私たちから外側に移動します。空気中に発生する乱れはあまり目立たず、私たちの耳またはマイクだけがそれらを検出できます。全体として物質の実際の物理的な移動や流れなしに移動するこれらのパターンは、波と呼ばれます。
波はエネルギーを運び、擾乱のパターンには、ある点から別の点に伝播する情報があります。私たちのコミュニケーションはすべて、本質的に波による信号の伝達に依存しています。音声は空気中の音波の生成を意味し、聴覚はそれらの検出に相当します。多くの場合、コミュニケーションにはさまざまな種類の波が含まれます。例えば、音波は、最初に電流信号に変換され、次に電流信号は、光ケーブルによって、または衛星を介して送信され得る電磁波を生成し得る。元の信号の検出には、通常、これらの手順が逆の順序で含まれます。
すべての波が伝搬に媒体を必要とするわけではありません。たとえば、光波は真空中を伝わることができます。何百光年も離れた星が発する光は、ほぼ真空である星間空間を通って私たちに届きます。
波の例としては、海の波、音波、光の波、地震、テレビやラジオの波、X 線、光ファイバー、レーザー、オーブン内のマイクロ波などがあります。
1.機械的な波：
弦の波、水波、音波、地震波など、最も身近な波は、いわゆる機械波です。これらの波は伝搬に媒体を必要とし、真空中を伝搬することはできません。それらは構成粒子の振動を伴い、媒体の弾性特性に依存します。
機械波には、横波と縦波の 2 つの異なる形式があります。
横波は、通過する粒子を波の進行方向に対して直角に振動させる波です。波動に対して垂直に媒質を動かします。たとえば、波が通り過ぎるときにボートが水中で上下に揺れている様子を想像してください。振動するギターの弦など
縦波は、通過する粒子を波の進行方向と平行に振動させる波です。波動と平行に媒質を動かします。たとえば、押したり引いたりするスリンキー ウェーブなどです。
2.電磁波：
電磁波は別の種類の波です。電磁波は必ずしも媒質を必要とせず、真空中を伝わることができます。光、電波、X線はすべて電磁波です。真空中では、すべての電磁波は同じ速度です。
3.物質波：
第三の種類の波は、いわゆる物質波です。物質は原子で構成されており、原子は陽子、中性子、電子で構成されています。物質粒子の波動関数は、しばしば物質波と呼ばれます。すべての物質は、波のような振る舞いを示すことができます。たとえば、電子のビームは、光のビームや水の波のように回折することがあります。それらは、機械的または電磁波よりも概念的に抽象的です。彼らは、現代のテクノロジーの基礎となるいくつかのデバイスでのアプリケーションをすでに発見しています。電子に関連する物質波は、電子顕微鏡で使用されます。
