
古典力学では、機械波は物質の振動である波であり、したがって弾性物質媒体を通してエネルギーを伝達します。[ 1 ]真空は、古典的な観点からは非物質媒体であり、電磁波が伝播します。
波は長距離を伝わることができますが、伝達媒体である物質の動きには限界があります。そのため、振動する物質は初期の平衡位置から大きく移動することはありません。機械波は、弾性と慣性を持つ媒体でのみ発生します。機械波には、横波、縦波、表面波の3種類があります。機械波の代表的な例としては、水波、音波、地震波などが挙げられます。
機械波は、他のすべての波と同様にエネルギーを伝達します。このエネルギーは波と同じ方向に伝播します。波は初期エネルギー入力を必要とします。この初期エネルギーが加えられると、波はエネルギーがすべて伝達されるまで媒体中を伝播します。一方、電磁波は媒体を必要としませんが、媒体中を伝播することもできます。
横波とは、媒質の粒子が波の進行方向に対して垂直な方向で、その平均位置を中心に振動する波の形態である。
縦波は、媒質を波の進行方向と平行に振動させます。縦波は、複数の圧縮部と希薄部から構成されています。希薄部は縦波の中で最も離れた部分であり、圧縮部は最も近い部分です。縦波の速度は、圧縮される媒質中の原子がより接近するため、屈折率が高いほど速くなります。音は縦波の一例です。
このタイプの波は、2つの媒体の表面または境界面に沿って伝わります。表面波の例としては、プール、海、湖、その他の水域に見られる波が挙げられます。表面波には、レイリー波とラブ波の2種類があります。
レイリー波(地表波とも呼ばれる)は、水面の波に似た動きでさざ波のように伝わる波です。このような波は実体波よりもはるかに遅く、典型的な均質な弾性媒体における実体波の速度の約90%程度です。レイリー波は2次元方向のみでエネルギー損失を起こすため、3方向すべてでエネルギー損失を起こすP波やS波といった従来の実体波よりも地震において破壊力が大きくなります。
ラブ波は、伝播方向に対して横方向(せん断方向)に水平な波を持つ表面波です。通常、レイリー波よりもわずかに速く、実体波の速度の約90%の速度で伝播し、振幅が最も大きくなります。