Fala jest to przenoszące energię zaburzenie pola fizycznego rozchodzące się ze skończoną prędkością. Jeśli kierunek zaburzenia jest prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali, to fala jest falą poprzeczną (np. fale elektromagnetyczne), jeśli oba kierunki są zgodne, to fala jest falą podłużną (np. fale ciśnienia akustycznego w powietrzu).

Równanie harmonicznej fali płaskiej

Równanie fali harmonicznej płaskiej ma postać:

s = A sin (ω t - k x +φ 0)

λ - długość fali (w układzie SI w metrach - m)

φ0 - faza początkowa (wielkość niemianowana)

A - amplituda fali (jednostka tej wielkości zależy od rodzaju fali i od sposobu jej opisu -np. dla fal dźwiękowych może to być ciśnienie akustyczne, i wtedy wyraża się w paskalach)

ω - częstość kołowa

(jednostka w układzie SI: 1/s = s^-1)

ω = 2 π f

T - okres drgań

(jednostka w układzie SI: sekunda - s)

f - częstotliwość

(jednostka w układzie SI: Hz = 1/s = s^-1)

k - liczba falowa

(jednostka w układzie SI: 1/m = m^-1)

Stosuje się też pojęcie "wektora falowego" - dla fali rozchodzącej się w trzech wymiarach. Wektor falowy ma kierunek zgodny z kierunkiem rozchodzenia się fali i wartość daną przez k.

Interpretacja równania fali

Równanie fali łączy w jedno dwa wymiary związane z ruchem falowym zmienność w czasie (w sinusie człon ω t )

zmienność w przestrzeni (w sinusie człon k x )

W celu ponownego uruchomienia animacji należy odświeżyć stronę (w IE klawisz F5)

Koralik na animacji wyżej jest położony w jednym miejscu (licząc w poziomie) i może wykonywać ruchy pionowe wymuszane przez falę. Fala wymusza na koraliku drgania (fala harmoniczna, wymusza drgania harmoniczne).

W podobny sposób jak koralik zachowują się wszystkie punkty ośrodka, do których dociera fala.