Механическая волна — распространение колебательного возмущения в упругой среде. Частицы взаимодействуют: смещение одной меняет силы, действующие на соседние. Поэтому возмущение передаётся дальше, хотя отдельная частица обычно колеблется около своего положения равновесия и не путешествует вместе с волной на всё расстояние. Волна переносит энергию, а не поток вещества вдоль всей среды.
Продольное и поперечное движение
В продольной волне частицы смещаются вдоль направления распространения. Возникает чередование сжатий и разрежений. В поперечной волне смещения перпендикулярны распространению. Например, по натянутому шнуру возмущение может идти вдоль шнура, а его участки двигаться вверх и вниз.
Твёрдое тело сопротивляется и сжатию, и сдвигу, поэтому в его объёме могут распространяться оба типа упругих волн. Жидкости и газы не поддерживают упругий сдвиг в покое, поэтому обычные объёмные поперечные волны в них не распространяются. Продольные волны, связанные со сжатием, возможны и там. Волны на свободной поверхности жидкости устроены сложнее: их нельзя просто приравнять к объёмной поперечной волне в газе.
Запаздывание и фаза
Одинаковая фаза означает одинаковую стадию колебания: совпадают не только относительные смещения от равновесия, но и направления движения. Две частицы могут одновременно проходить равновесие в противоположные стороны; тогда их фазы различны.
Длина волны и скорость
Частоту задаёт источник. Скорость определяется свойствами среды и типом волны; в некоторых средах она зависит также от частоты. При заданной скорости более высокая частота соответствует меньшей длине волны. Не путайте скорость распространения волны со скоростью колеблющихся частиц: это разные величины.