На рис. 24.17 видно, как распространяются волны на поверхности воды. Светлые окружности изображают гребни волн, т. е. совокупность точек, имеющих максимальное смещение из положения равновесия. Все эти точки колеблются в одинаковой фазе.

Когда волны распространяются не по поверхности среды, а внутри нее, то совокупность точек, колеблющихся в одинаковой фазе, составляет поверхность той или иной формы. Если среда изотропна, т. е. скорость распространения фазы в ней по всем направлениям одинакова, то эта поверхность имеет форму сферы. Такие волны называются сферическими.

Непрерывное геометрическое место точек волны, колеблющихся в одинаковых фазах, называют волновой поверхностью (например, светлые окружности на рис. 24.17). Переднюю волновую поверхность, т. е. наиболее удаленную от источника, создающего волны, называют фронтом волны.

Линию, вдоль которой происходит распространение фронта волны, называют лучом. Нетрудно сообразить, что в изотропной среде луч всегда нормален (перпендикулярен) к волновой поверхности. В изотропной среде все лучи представляют собой прямые линии. Каждая прямая, соединяющая точку, в которой находится источник волны, с любой точкой фронта волны, в этом случае является лучом.

Перемещение фронта волны в такой среде происходит с постоянной скоростью, поэтому за один период колебаний источника, создающего волны, фронт волны перемещается на строго определенное расстояние λ. Поскольку каждая точка в волне совершает вынужденные колебания, частота этих колебаний равна частоте колебаний источника волны.

Величину λ, характеризующую перемещение волновой поверхности за один период в зависимости от рода среды и частоты колебаний, называют длиной волны. Длину волны измеряют расстоянием, на которое перемещается волновая поверхность за один период колебаний источника волн. Другими словами, можно сказать, что длиной волны является расстояние между двумя ближайшими точками бегущей волны на одном луче, которые колеблются в одинаковой фазе. (Отметим, что в расстоянии между двумя любыми точками бегущей волны, которые находятся на одном луче и колеблются в одинаковой фазе, всегда содержится целое число длин волн или четное число полуволн. Если же на луче взять две точки, колеблющиеся в противоположных фазах, то в расстоянии между ними всегда будет содержаться нечетное число полуволн.)

Для поперечных волн длиной волны является кратчайшее расстояние между двумя ближайшими выпуклостями или впадинами. Для продольных волн (рис. 24.18) длиной волны служит кратчайшее расстояние между центрами двух соседних сгущений или разрежений.