Найважливіші хвильові явища пов'язані не з поодинокими хвильовими імпульсами а з регулярно повторюваними последовательностяміодіночних хвиль. Ці повторювані, або періодичні хвилі підкоряються тим же законам, що й поодинокі хвильові імпульси, так що єдине, що нам потрібно додати, - це термінологіюіх опису. Мал. 7-5 ілюструє цю термінологію.
Довжина хвилі, для позначення якої зазвичай використовують малу грецьку букву ( "лямбда"), - це найкоротша відстань в середовищі, на якому повністю відтворюється картина хвилі, тобто повторюється її pattern [45].
Амплітуд а висловлює величину максимального зсуву, виробленого хвилею.
Іноді замість довжини хвилі зручно використовувати хвильове число. . - число хвиль, що укладаються на одному метрі довжини. Ця величина обернено довжині хвилі:.
Звичайно, довжина хвилі і її частота (період) тісно пов'язані між собою, так як хвиля поширюється з постійною швидкістю. Наприклад, якщо частота хвилі дорівнює 5 Гц, тобто кожну секунду відбувається 5 повних коливальних циклів, а довжина хвилі дорівнює 4 м, то за секунду хвиля повинна переміститися на 20 м (20 м / с). Ця залежність може бути виражена підсумкової формулою:
де - умовне позначення для швидкості хвилі. Це не фізіческійзакон в звичайному сенсі, а скоріше співвідношення, яке прямо випливає з визначень довжини хвилі і частоти.
Коли хвиля обмежена нерухомими кордонами, такими, наприклад, як кінці струни, ми отримуємо чудову модель стоячій хвилі, приклад якої показаний на рісунке7-6. Всі струнні музичні інструменти виробляють свої звуки подібним чином. Хвильовий рух в стоячейволне відбувається перпендикулярно осі хвилі. У біжучому же хвилі хвильовий рух відбувається вздовж осі хвилі.) [48]
Стояча хвиля може існувати на струні, тільки якщо закріплені кінці струни будуть залишатися нерухомими. А так як профіль хвилі повинен перетинати вісь хвилі через кожну половину довжини хвилі, то єдиними хвилями, здатними "вижити" на струні, будуть ті, у яких ця половина становить рівно частина від довжини струни. Випадок для трьох половин довжин хвилі і показаний на рис. 7-6. Точки, які взагалі не рухаються, називають вузлами стоячої хвилі.
Так як більш коротким довжинах хвиль відповідають більш високі частоти, то хвилю з профілем, відповідним одній половині довжини хвилі, називають основним тоном, коротші хвилі називають гармоніками або обертонами. Принцип суперпозиції дозволяє багатьом гармоникам співіснувати на струні в один і той же час. Це саме те, що надає музичним інструментам їх характерний звук, так як чисто синусоїдальна хвиля створює, досить нудний, механічний звук [49].
Радіопередавач створює стоячу електричну хвилю в своїй антені. Лазер генерує стоячу світлову хвилю, обмежену з обох кінців дзеркалами, і містить у собі пристрої для "накачування" хвилі енергією. Коли ми доберемося до квантової теорії. ми зустрінемося з ще більш цікавим типом стоячих хвиль.