Aallot
Aalto siirtää energiaa ja informaatiota ilman että väliaineen aine kokonaisuutena kulkee aallon mukana. Jaksolliselle aallolle v=fλ. Amplitudi, vaihe, taajuus ja aallonpituus kuvaavat eri puolia samasta värähtelyn etenemisestä.
Poikittainen ja pitkittäinen
Poikittaisessa aallossa häiriö on kohtisuorassa etenemiseen, kuten idealisoidulla narulla. Pitkittäisessä aallossa väliaine värähtelee etenemissuunnan suuntaisesti, kuten äänessä kaasussa.
v=fλ
Taajuuden määrää lähde ja aallon nopeuden väliaineen ominaisuudet. Kun aalto siirtyy uuteen väliaineeseen, taajuus yleensä säilyy mutta nopeus ja aallonpituus voivat muuttua.
Amplitude ja energia
Monissa lineaarisissa järjestelmissä intensiteetti on verrannollinen amplitudin neliöön. Amplitudin kaksinkertaistaminen voi siis nelinkertaistaa intensiteetin, vaikka tarkka suhde riippuu aaltotyypistä.
Superpositio
Lineaariset aallot voivat kulkea saman alueen läpi ja hetkellisesti summautua. Tästä syntyvät interferenssi, seisovat aallot ja monet diffraktioilmiöt.
Heijastus
Rajalla osa aallosta voi heijastua ja osa siirtyä. Heijastuneen aallon vaihe voi vaihtua riippuen rajasta ja aaltotyypistä. Energiatase määrää heijastus- ja läpäisyosuuksia.
Dispersio
Dispersiivisessä väliaineessa vaihe- tai ryhmänopeus riippuu taajuudesta. Eri taajuuskomponentit erkanevat ja aaltopaketti voi levitä tai muuttaa muotoaan.
Seisova aalto
Kun vastakkaisiin suuntiin kulkevat saman taajuuden aallot interferoivat, syntyy solmuja ja kupuja. Rajausehdot valitsevat vain tietyt resonanssitaajuudet esimerkiksi kielessä tai ilmapatsaassa.
Ryhmänopeus
Kun aaltopaketti sisältää lähekkäisiä taajuuksia, sen verhokäyrä voi edetä ryhmänopeudella dω/dk. Dispersiivisessä väliaineessa ryhmä- ja vaihenopeus eivät ole samat. Informaation etenemistä ei pidä päätellä pelkästä yhden siniaallon vaiheesta.
Intensiteetin geometria
Pistemäisestä lähteestä pallomaisesti leviävän aallon teho jakautuu pinta-alalle 4πr², joten ilman absorptiota intensiteetti pienenee noin 1/r². Taajuus ei tämän vuoksi muutu.
Rajausehdot
Kielen kiinteässä päässä siirtymä on nolla, joten siihen syntyy solmu. Avoimen ja suljetun ilmaputken rajausehdot ovat erilaisia ja siksi niiden sallitut harmoniset sarjat eroavat.
Aallon energia ei ole ainevirta
Vesiaalto liikuttaa paikallisia vesiosia edestakaisin tai likimain ympyräradoilla, vaikka harja etenee. Siksi kelluva esine voi värähdellä ilman että se kulkeutuu aallon vaihe-nopeudella. Aineen nettokuljetus ja aallon eteneminen ovat eri asioita.
Harjoitus
Aallon f=5 Hz ja λ=2 m. Mikä on nopeus?
Ratkaisu
v=fλ=10 m/s.