Στη Φυσική ο όρος Κύμα (wave) (εκ του αρχαίου ελληνικού ρήματος "κύω" = φουσκώνομαι) χαρακτηρίζει τη μεταφορά ενέργειας διαμέσου ενός υλικού ή ακόμη και στο κενό. Η μεταφορά αυτή (μετάδοση) γίνεται ως παλμική κίνηση από μόριο σε μόριο.
Για παράδειγμα ένα κύμα που κινείται στην επιφάνεια της θάλασσας αναγκάζει κάθε σώμα που επιπλέει ν΄ ανεβοκατεβαίνει. Τούτο συμβαίνει από την ενέργεια που μεταφέρει το κύμα και η οποία τελικά προκαλεί ταλαντώσεις στο σώμα που επιπλέει. Το ίδιο συμβαίνει και στον αέρα. Όταν ένα ηχητικό κύμα "ταξιδεύει" τα μόρια του αέρα ταλαντώνονται.
Κύρια χαρακτηριστικά
Όρος ή Κορυφή κύματος ονομάζεται το ανώτερο σημείο μετατόπισης που μπορεί να βρεθεί το σημείο ενός υλικού σε ορισμένη χρονική στιγμή. (Δηλαδή για παράδειγμα, το ανώτερο σημείο που μπορεί να βρεθεί μια λέμβος σε συγκεκριμένο υφιστάμενο κυματισμό).
Κοιλία κύματος ονομάζεται το ακριβώς αντίθετο του όρους ή της κορυφής του κύματος, δηλαδή το κατώτερο σημείο μετατόπισης που μπορεί να βρεθεί το σημείο ενός υλικού σε ορισμένη χρονική στιγμή. (Δηλαδή στο παράδειγμα το κατώτερο σημείο που μπορεί να βρεθεί η λέμβος στο συγκεκριμένο υφιστάμενο κυματισμό).
Άλλα χαρακτηριστικά ενός κύματος είναι:
το πλάτος κύματος,
το μήκος κύματος,
η Συχνότητα,
η Κυματομορφή και
η Φάση κύματος.
Είδη κυμάτων
Διαμήκη κύματα
Εγκάρσια κύματα
Αρμονικά κύματα
Στάσιμα κύματα
Τετραγωνικά κύματα
Εκρηκτικά κύματα
Ηλεκτρομαγνητικά κύματα
Ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας
Θαλάσσια κύματα
Παλιρροιακά κύματα
Η μεταφερόμενη ενέργεια των κυμάτων εκτός από κινητική ή δυναμική μπορεί να είναι και ηλεκτρική ή μαγνητική ή και συνδυασμός αυτών.
Ως Πλάτος κύματος χαρακτηρίζεται η καθ΄ ύψος μέγιστη μετατόπιση ενός σημείου, από το σημείο ισορροπίας του κατα τη διέλευση ενός κύματος.Για παράδειγμα οι ισχυροί άνεμοι δημιουργούν υψηλό κυματισμό είτε στις θάλασσες είτε στις λίμνες. Πλάτος του θαλάσσιου κύματος ονομάζεται το ύψος του όρους ή της κορυφής ή και το βάθος της κοιλίας του (κύματος), μετρούμενα πάντα από την κανονική στάθμη ή μέση κανονική στάθμη.
Συνεπώς όσο μεγαλύτερο πλάτος παρουσιάζει ένα κύμα τόσο μεγαλύτερη ενέργεια μεταφέρει.Τα ηχητικά κύματα μεγάλου πλάτους ακούγονται πιo δυνατά από εκείνα με μικρό πλάτος.
Αν θεωρηθεί πως ο όρος μετατόπιση σημαίνει απομάκρυνση ενός σημείου του χώρου από την θέση του, ή από την θέση ισορροπίας του, τότε το πλάτος κύματος αποτελεί τη μέγιστη τιμή της μετατόπισης.
Ως Μήκος κύματος χαρακτηρίζεται η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κορυφών ενός κύματος.
Καθώς "ταξιδεύει" ένα κύμα στο χώρο, που χαρακτηρίζεται με ορισμένη συχνότητα, η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κορυφών του, παραμένει σταθερή. Αυτή η σταθερή απόσταση ονομάζεται μήκος κύματος.
Το μήκος κύματος είναι αντιστρόφως ανάλογο της συχνότητας του ιδίου κύματος, που σημαίνει πως: όσο μικρότερη είναι η συχνότητα ενός κύματος τόσο μεγαλύτερο θα είναι το μήκος κύματός του. Η σχέση που συνδέει τη συχνότητα (f) με το μήκος κύματος (λ) είναι:
f = υ/λ
όπου υ είναι η ταχύτητα διάδοσης του κύματος
Διαμήκη κύματα ονομάζονται τα κύματα εκείνα των οποίων η διεύθυνση διάδοσής των συμπίπτει με την διεύθυνση της ταλάντωσης.
Τέτοια διαμήκη κύματα μεταξύ άλλων είναι τα ηχητικά κύματα που καθώς αυτά ταξιδεύουν στο χώρο τα μόρια του αέρα κινούνται μπρός-πίσω στο ίδιο επίπεδο του κύματος. Μ΄ αυτή τη κίνηση των μορίων δημιουργούνται διαδοχικές πυκνώσεις και αραιώσεις των μορίων με αποτέλεσμα να παρατηρείται έτσι μια διαδοχή περιοχών με υψηλές και χαμηλές πιέσεις.
Τα διαμήκη κύματα καθώς και τα εγκάρσια κύματα αποτελούν τα δύο βασικά είδη των κυμάτων
Εγκάρσια κύματα ονομάζονται εκείνα τα κύματα των οποίων η διεύθυνση διάδοσής των είναι κάθετη στη διεύθυνση της ταλάντωσης.
Στιγμιότυπο ενός μη αρμονικού εγκάρσιου κύματος
Για παράδειγμα κουνώντας πάνω-κάτω την ελεύθερη άκρη ενός σχοινιού δημιουργείται εγκάρσιο κύμα. Τέτοια εγκάρσια κύματα είναι και τα θαλάσσια κύματα. Καθώς το εγκάρσιο κύμα "ταξιδεύει" προς τα εμπρός το σχοινί ή η επιφάνεια του νερού αντίστοιχα ανεβοκατεβαίνει κάθετα προς τη διεύθυνση της διάδοσης. Σχηματίζονται δηλαδή "Όρη" και "Κοιλάδες". Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι εγκάρσια κύματα.
