Волновые процессы. Акустика
Волны –изменения состояния среды (возмущения), распространяющиеся в этой среде и несущие с собой энергию – процесс распространения колебаний в пространстве.
Фронт волны (волновой фронт) – геометрическое место точек, до которых доходят волны за некоторый промежуток времени t.
Волновая поверхность – геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе.
Основное свойство волн, независимо от их природы, – перенос энергии без переноса вещества в пространстве.
Длина волны l – расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе (расстояние, на которое распространяется волна за один период):
; 
,
где l – длина волны;
T – период;
n – частота;
v – скорость распространения волны.
Волновой вектор k определяет направление волны. Направление волнового вектора совпадает с направлением вектора скорости:
,
где w – круговая частота.
Волновое число – численное значение волнового вектора:
.
Групповая скорость – скорость перемещения в пространстве амплитуды волны:
.
Упругие – механические возмущения, возникающие и распространяющиеся в упругой среде. Различают продольные и поперечные волны.
Продольные волны –волны, направление распространения которых совпадает с направлением смещения (колебания) частиц среды.
Поперечные – волны, направление распространения которых и направление смещения (колебания) частиц среды взаимно перпендикулярны.
В жидкостях и газахвозникают и распространяются только продольные волны («волны сжатия»).
В твердых телах возникают и распространяются не только продольные, но и поперечные волны («волны сдвига»).
Фазовая скорость упругих волн:
продольных – 
, поперечных – 
,
где E – модуль Юнга;
G – модуль сдвига.
Одиночная волна (импульс) – сравнительно короткое возмущение, не имеющее регулярного характера.
Волновой пакет – совокупность волн, частоты которых мало отличаются друг от друга.
Гармоническая волна – бесконечная синусоидальная волна, в которой все изменения среды происходят по закону синуса или косинуса.
Плоские волны – такие, волновые поверхности которых представляют собой систему параллельных друг другу плоскостей, перпендикулярных направлению распространения волны.
Сферические волны – такие, волновые поверхности которых представляют собой систему концентрических сферических поверхностей.
Принцип суперпозиции волн – результат геометрического сложения когерентных волн.
Когерентные волны – обладающие в каждой из точек среды постоянной разностью фаз и имеющие одинаковую частоту.
Когерентные источники – точечные источники, размерами которых можно пренебречь, излучающие в пространство когерентные волны.
Интерференция волн – явление наложения когерентных волн, в результате которого происходит перераспределение энергии волны в пространстве.
Стоячая волна – волна, возникающая при интерференции двух встречных (падающей и отраженной) плоских волн с одинаковой амплитудой.
Уравнение стоячей волны:
,
где 
– амплитуда стоячей волны.
Условие максимального значения амплитуды стоячей волны:
,
где n = 0, 1, 2, 3¼
Условие минимального значения амплитуды стоячей волны:
,
где n = 0, 1, 2, 3¼
Пучности стоячей волны – точки, в которых амплитуда удваивается.
Узлы стоячей волны – точки, в которых амплитуда обращается в нуль.
Длина стоячей волны – расстояние между соседними узлам:
.