Волна - возмущение, распространяющееся с конечной скоростью в пространстве и несущее с собой энергию (иначе - колебания, распространяющиеся в пространстве с течением времени). Большинство волн - колебания некоторой среды (вода, воздух, металлы). Вне этой среды волны данного типа не существуют (например, звук в вакууме не распространяется). Волны способны удаляться на значительные расстояния от места своего возникновения (их иногда называют 'колебанием, оторвавшимся от излучателя'). Наиболее наглядным примером является возникновение волн от брошенного в воду камня. В общем случае все типы волн могут быть классифицированы на следующие виды:

· по признаку распространения в пространстве: бегущие, стоячие

· по характеру волны: колебательные и уединенные (солитоны)

· по типу: поперечные, продольные, смешанного типа

· по характеру волнового процесса: линейные, нелинейные

· по свойствам среды: в дискретных структурах, в непрерывных средах

· по форме (геомерии) волн: одномерные (плоские), пространственные(сферические).

Независимо от природы волн перенос энергии волнами осуществляется без переноса вещества (последнее может возникнуть лишь как побочный эффект). Перенос энергии - принципиальное отличие волн от колебаний, в которых происходит лишь "местные" преобразования энергии

- бегущая - волна, все точки (гребни и впадины) которой перемещаются в среде с одной и той же скоростью {т.е. это распространение в пространстве волнового возмущения (обычно - давления), изменяющегося во времени и в пространстве}. При распространении бегущей волны происходит перенос энергии без переноса вещества (поток энергии пропорционален скорости волны и квадрату ее амплитуды). Скорость бегущих волн зависит от типа волны и от инертных и упругих свойств среды.

           В бегущей волне все точки совершают колебания с одинаковой амплитудой, но с запаздыванием по фазе (фаза колебания линейно зависит от расстояния, пройденного волной). Такая волна отражается от неподвижной стены (более плотной среды) по законам упругого удара(гребень превращается во впадину и наоборот). Отражение от неподвижной стены происходит с потерей полуволны. Если отражение происходит от менее плотной среды, например от воздуха, граничащего с водой (если волна распространяется в воде), то на такой границе частицы могут колебаться свободно(поэтому гребень при отражении остается гребнем, а впадина- впадиной). Отражение от менее плотной среды происходит без потери полуволны. Примером бегущей может служить волна, возбужденная встряхиванием туго натянутого шнура 

· вторичная - образование тени вокруг препятствия (рассеяние) или электромагнитные волны, возбуждаемые попаданием первичных волн на какое-либо тело, в результате чего происходит колебания его электронов, которые выступают в роли вторичных электромагнитных волн

· звуковая - распространение в сплошной среде механических колебаний с малой амплитудой (звуковые волны - продольные)

· изгиба / изгибные (http://www.heuristic.su/effects/catalog/est/byId/description/1433/index.html)

· возникают вследствие возмущения (стержня / пластины) в поперечном направлении, сопровождающегося местным изгибом, который и движется от места возмущения в виде волны (наподобие волны, бегущей после встряхивания веревки, привязанной к стене):

Деформация стержня и пластины в изгибной волне

Длина изгибной волны значительно больше толщины стержня или пластины. В длинных объектах распространяются бегущие изгибные волны. Плоские изгибные волны могут распространяться в пластине в любом направлении, ориентированном в ее плоскости. Изгибные волны обычно возникают при вибрации тонкостенных механических конструкций (например, корпуса ракеты)

· капиллярные - поверхностные волны с длиной волны порядка 1 см на поверхности жидкости (для волн с меньшей длиной волны преобладают силы поверхностного натяжения, а для более длинных - сила тяжести)

· когерентные - волны одинаковой частоты с постоянной во времени разностью фаз; когерентность волн бывает временной и пространственной

· кольцевые - волны, возбуждаемые точечным источником (или линейным источником, расположенным перпендикулярно поверхности среды). Такая волна возникает, например, на поверхности жидкости при разрушении пузырьков пара на ее поверхности при кипении. При схлопывании пузырьков вся окружающая их жидкость устремляется внутрь пузырька, образуя кольцевую волну.

Смыкаясь, эта волна создает кумулятивную струю, выбрасывая вверх столбик воды, от основания которого распространяется волна

Разрушение пузырька воздуха или пара на поверхности жидкости.

Примечание. Процесс образования кольцевых волн подобен взрыву 'вакуумных' боеприпасов (бомб, снарядов)

· круговая - волна, распространяющаяся от места возбуждения по радиусам во всех направлениях (пример - волна на поверхности воды от брошенного камня)

· линейная - волна, распространяющаяся по прямой линии

· механические - бывают поперечными 'а)' и продольными 'б).     

Поперечная волна характеризуется  двумя направлениями: волновым  вектором вектором амплитуды, всегда перпендикулярным к волновому вектору(в трехмерном     пространстве имеется  еще одна степень  свободы - вращение  вокруг волн       вектора). Такие волны  образуются  в твердых телах, а также  на границе раздела двух разных сред с разной плотностью.Для распространения такой волны необходимо 'жесткое'  расположение частиц  среды, чтобы между  ними могли возникать силы  упругости. Поперечные волны легко получить при колебании шнура,  закрепленном с одного конца. Электрические и световые волны также являются поперечными.

Скорость поперечных волн примерно в 1.5 раза меньше скорости продольных волн

Примеры:

· поперечной волны в сетке, состоящей из шариков, скрепленных пружинками (колебания масс происходят перпендикулярно направлению распространения волны):

· наложения продольной и поперечной волн равной амплитуды, сдвинутых по фазе на 90 градусов (в результате каждая масса совершает круговые движения):

· предметная (или отраженная - в голографии) - волна, падающая на регистрирующую среду после ее отражения предметом, освещаемым источником света

· продольная (волна сжатия) - периодические сгущения и разрежения среды (в такой волне колебание частиц осуществляется вдоль направлении распространения волны: участки тела испытывают сжатие и растяжение, т.е. меняют свой объем, поэтому такие волны могут существовать в любых телах - твердых, жидких, газообразных) и см. волну растяжения

Прямая - волна, падающая на объект наблюдения

Прямолинейная - волна, возбуждаемая протяженным линейным источником, расположенным параллельно поверхности среды (например, воды).

Растяжения - волна, возникающая как реакция на волну сжатия.

Сейсмические - упругие волны,распространяющиеся в земной коре.

Синусоидальная - распространение в среде гармонических колебаний какой-либо физической величины, происходящее со строго определенной частотой.

Стоячая - является частным случаем бегущей волны с фазовой скоростью равной нулю. Стоячая волна не переносит энергию. Она возникает при сложении (интерференции) двух одинаковых встречных когерентных волн: бегущей (прямой) и отраженной (обратной). Когерентность этих волн представляет собой части одной и той же волны               (все частицы в стоячей волне колеблются одновременно, но с разными амплитудами). Практически такая волна возникает при отражении от более плотной среды (преград и неоднородностей) в результате наложения отраженной волны на прямую. Стоячая волна на шнуре возникает не на любой частоте. Если длина шнура равна (l), а скорость волны в нем равна (V), то собственную частоту волны можно определить по формуле: v = m*(V/2*l), где (m = 1, 2, 3,...). В месте отражения (у твердого препятствия) всегда образуется узел смещений (в  котором никогда нет колебаний) и пучность смещения (существуют колебания с частотой 'w' и амплитудой 'А'). Расстояние между двумя соседними узлами равно половине длины волны, а узлы и пучности смещений располагаются на расстояниях                 четверти длины волны. При отражении от менее плотной среды в месте отражения образуются участки наиболее интенсивного движения - пучности смещения (они расположены посреди узлов смещения).

Сферическая - волна, имеющая сферический волновой фронт (поверхностью фаз является сфера). Амплитуда сферической волны зависит от расстояния от источника. Она возникает в воздухе вокруг маленького изотропного источника звука (например, вокруг маленького колокольчика).

Ударная - упругая волна с большой амплитудой (область, внутри которой давление резко повышено по сравнению с давлением в соседних областях).

Упругая (звуковая волна) - волны, распространяющиеся в жидких, твердых и газообразных средах за счет действия упругих сил. Упругие поперечные волны могут распространяться только в твердых телах. В зависимости от частоты различают инфразвуковые, звуковые и ультразвуковые упругие волны.

Цилиндрическая - волна, имеющая цилиндрический волновой фронт.

Электромагнитная - распространение в пространстве изменений электромагнитного поля (обычно в виде колебаний векторов напряженностей электрического (Э) и магнитного (М) полей), перпендикулярно как друг другу, так и направлению распространения.