صدایی که می‌شنویم و هر فوتون نور که به چشم ما می‌رسد نمونه‌ ای از امواج اطراف ما هستند. امواج دارای ویژگی‌ها مختص به خودشان هستند اما ویژگی‌های مشترکی نیز وجود دارد. در ساده‌ترین حالت امواج یک اختلال هستند که انرژی را از طریق یک محیط پخش می‌کنند. ذرات فقط برای عبور امواج حرکت می‌کنند این بدان معناست که پس از یک موج، ذرات به حالت اولیه خود باز می‌گردند.

انواع امواج

عموماً امواج از نظر نحوه نوسان و جابجایی ذرات نسبت به راستای انتشار و نحوه انتشار و ایجاد تغییر در محیط بررسی می‌شوند. هدف از بحث پیرامون نحوه جابجایی ذرات و راستای انتشار موج، تعیین یک معادله و مدل برای پیش‌بینی رفتار موج است. امواج از لحاظ جهت گیری حرکت ذرات نسبت به جهت انتشار موج به سه دسته تقسیم می‌شوند.

- امواج طولی: در این دسته از امواج حرکت ذرات موازی با راستای انتشار موج است. انتشار امواج صوتی در محیط مادی نمونه‌ای از این نوع موج است

- امواج عرضی: در امواج عرضی راستای حرکت ذرات عمود بر راستای انتشار موج است. حرکت یک موج در طناب و امواج الکترومغناطیسی نمونه‌ای از این نوع امواج است.

- امواج پیچشی: ذرات به‌صورت دایره‌ای حرکت می‌کنند. این دسته از امواج به‌نوعی ترکیبی از امواج طولی و عرضی است. چرا که نوسان ذرات محیط هنگام انتشار موج در دو جهت عمود و موازی انتشار مواج است. موج دریا و یا موج در یک فنجان چای نمونه‌ای از این امواج هستند

در تقسیم بندی امواج از نظر چگونگی ایجاد تغییر در محیط، به نحوه اثر گذاری محیط و موج بر یکدیگر توجه می‌شود. در این تقسیم بندی امواج به سه دسته اصلی مکانیکی، الکترومغناطیسی و گرانشی تقسیم می‌شوند. در ادامه به‌صورت مختصر به هر یک از این موارد پرداخته می‌شود.

- امواج مکانیکی: این امواج در محیط مادی کشسان منتشر می شوند. چراکه به علت خصوصیت کشسانی محیط یک آشفتگی و اختلال در محیط توسط ذرات به یکدیگر منتقل می شود، امواج صوتی و امواجی که در آب منتشر می شوند از این دسته هستند.

- امواج الکترومغناطیس: این امواج برای انتشار به محیط مادی نیاز ندارند و حرکت یک آشفتگی در محیط مادی دلیل حرکت نیست بلکه تغییرات میدان مغناطیسی عامل انتشار این دسته از اموج است؛ مانند نور که در خلا نیز منتشر می شود.

- امواج گرانشی: عبارت است از بالا و پایین شدن در انحنای زمان – فضا که به‌وسیله‌ی اصل عمومی نسبیت پیش بینی شده است. جالب است بدانید که اخیرا وجود این دسته از امواج اثبات شد و به رصد گران این امواج جایزه نوبل اهدا شد.

شاخصه های امواج مکانیکی

همان‌طور که اشاره شد، امواج الکترومغناطیس می‌توانند از خلأ عبور کنند ولی امواج مکانیکی نیازمند ماده‌ای هستند که از طریق آن می‌توانند حرکت کنند. امواج طولی می‌توانند از طریق مایعات و گازها عبور کنند در صورتی که امواج عرضی برای انتشار نیاز به محیط جامد دارد. معادله هر موج مکانیکی با دامنه، دوره تناوب و فاز آن کاملاً مشخص می‌شود. این کمیت‌ها در رابطه‌ای که به معادله موج معروف است، به یکدیگر مربوط می‌شوند. معادله موج نشان دهنده موقعیت هر نقطه از محیط در لحظه دلخواه است. ولی همواره بررسی امواج مکانیکی و به دست آوردن پارامترهای آن کار ساده‌ای نیست و هر کدام از انواع این دسته از امواج مانند امواج صوتی، موج آب، امواج لرزه‌ای و ... برای بررسی نیازمند روش‌های خاص خود هستند.