1.机械波产生的条件
由连续不断的无穷多个质点构成的介质，若各质点间有相互作用力，而且可以有相对运动，这样的介质称为连续介质，宏观上讲，固体、液体、气体均可视作连续介质。机械波的产生必须具备两个条件：有作机械振动的物体，称为波源；有连续介质。在平静的水面扔一石子，扔石子处的水质元发生振动，振动向四周传播形成同心圆形波纹即为水面波。音叉振动时，引起周围空气的振动，此振动在空气中的传播叫作声波。可见，机械振动在连续介质中传播就形成了机械波。
如果连续介质中各质点之间的相互作用力是弹性的，则该介质称为弹性介质，在振动中使该介质各部分振动的回复力是弹性力，产生的波称为弹性波。例如，声波即为弹性波。机械波不全是弹性波，比如水面波就不是弹性波，水面波中的回复力是水质元所受的重力和表面张力，它们都不是弹性力。本章只讨论弹性波。
2.横波和纵波
波在传播过程中，按振动方向和传播方向之间的关系，可分为横波与纵波。振动方向与传播方向垂直的波叫作横波，如用手抖动一根柔软的绳子，可以产生横波。当横波在介质中传播时，介质中层与层之间将发生相对位错，产生剪切应变。在连续介质中只有固体才能产生剪切应变，故横波只能在固体中传播。
振动方向和传播方向一致的波称为纵波，如气体或液体中的声波就是纵波，因其有疏部和密部的稀疏和稠密的状态变化，故又称为疏密波。纵波会引起介质产生容变，固体、液体、气体都能承受容变，故纵波能在所有物质中传播。
顺便指出，水面波的形成原因比较复杂，不能简单地归入基本的横波或纵波。然而，任何复杂形式的波动，都可以看成横波和纵波的叠加。
3.波长、波的周期和频率、波速
定量描述波动性质的物理量是波长、波的周期和频率、波速。
1）波长
沿波的传播方向，相位差为2π的两质元之间的距离，即一个完整的波形的长度称为波长，用l表示。对于横波就是两相邻波峰或波谷相位相同点间的距离；而纵波为两相邻密部或疏部对应点之间的距离。通常，在2π的长度内含有波长的数目叫作波数，记作k，则有
2）波的周期和频率
波前进一个波长的距离需要的时间称为波的周期T。周期的倒数称为波的频率ν，即单位时间内传播完整波形的个数。由于波源完成一次全振动，波前进一个波长的距离，因此波的周期或频率等于波源的振动周期或频率。
3）波速(www.xing528.com)
波动是振动状态的传播，某一振动状态在单位时间内所传播的距离叫作波速，又称为相速，用u表示。有
上式给出了波速与波的时间周期T和空间周期（波长）λ之间的关系，对于各类波都适用，具有普适性。但必须指出，波的周期或频率由波源的振动周期或频率决定，与介质无关。而波速则取决于介质的性质，与波源无关。
可以证明，机械波的波速由介质性质决定，在固体中波速为
在液体或气体中纵波的波速为
式中，G为剪切模量；E为弹性模量；K为体积模量；ρ为介质密度。
在拉紧的绳索或细线中，横波的波速由下式给出：
式中，FT为绳索或细线的张力；ρl为绳索或细线的线密度。
另外，在同一介质中，横波和纵波的传播速度不同。同一温度下，波在不同介质中波速不同；在同一介质中，不同温度下波速一般也不同。
4.波线、波面、波前
为了形象地描述波在空间的传播情况，我们采用几何图形来表示波的传播方向和各质点相位相关的波线、波面、波前几个概念。
波传播到的空间称为波场。沿波的传播方向的射线称为波线，又叫波射线。波传播过程中振动状态（振动相位）相同的点构成的曲面叫波面，也称为波阵面或同向面，任一时刻波面可以有多个。波传播过程中，某一时刻最前面的波面称为波前，波前只有一个，随时间推移，波前以波速向前推移。在各向同性介质中，波线和波面处处垂直。根据波面的形状，波可分为平面波、球面波、柱面波。平面波和球面波的波线、波前和波面如图6-1所示。
图6-1 平面波和球面波的波线、波前和波面
（a）平面波；（b）球面波
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