波具有一些独特的性质，从经典物理学的角度看，明显地不同于粒子。 这些性质主要包括波的叠加性、干涉现象、衍射现象等。 满足波导横截面边界条件的一种可能的场分布称为波导的模式，不同的模式有不同的场结构，它们都满足波导横截面的边界条件，可以独立存在。 波lee62025 波导（WAVEGUIDE），是用来定向引导电磁波的结构。
- 广义相对论还预言存在引力波，现已被实验与天文观测所证实。
- 在单位时间内通过垂直于波矢的单位面积所传递的能量叫波的强度或能流密度，它是波的能量密度和波的传播速度的乘积。
- 此外它还导出了一个重要的概念，即频率的分立。
- 驻波中振幅恒为零的点称为波节，相邻波节相距半个波长，两个波节之间的振幅按正弦形分布。
波在传播中遇到有很大障碍物或遇到大障碍物中的孔隙时，会绕过障碍物的边缘或孔隙的边缘，呈现路径弯曲，在障碍物或孔隙边缘的背后展衍，这种现象称为波的衍射。 波长相对障碍物或孔隙越大，衍射效应越强。 图2中给出了光波遇到圆孔时所产生的衍射。 边缘附近的波阵面分解为许多点波源，这些点波源各自发射子波，而这些子波之间相互叠加，从而在障碍物的几何阴影区内产生衍射图案。
波lee6: 波导基本信息
这里子波的概念，是更普适的惠更斯原理的一个应用。 它赖以传播的空间可以是充满物质的，也可以是真空（对电磁波而言）。 有些形式的波能为人们的感官所感觉，有些却不能。 例如，在深水的表面，有主要以重力为恢复力的表面波，典型波长为1m到100m；有主要以表面张力为恢复力的涟波，波长约短于0.07m。
- 又如，大振幅电磁波在某些晶体内会产生倍频、参量振荡、参量放大等等，这就不是普通的线性电磁波所能做到的了。
- 当不同波导连接时，特征阻抗越接近，连接处的反射越小。
- 有的媒质不论其形状如何，对于某些频率范围的某些种类的波总是色散的。
- 最常见的机械波是构成介质的质点的机械运动（引起位移、密度、压强等物理量的变化）在空间的传播过程，例如弦线中的波、水面波、空气或固体中的声波等。
- 波里的物理量（或其扰动）如果足够小，以致运动方程中物理量的二次项和高于二次的项，比起一次项来可以忽略不计，那么，对波的性质和行为起决定作用的，是一次项。
对于你自己也一样，你也有可能出现在月球上，但是和你坐在电脑前的几率相比，是非常非常小的，以至于不可能看到这种情况。 这些都是量子力学的基本概念，非常有趣。 几个波可以叠合成一个总的波，反之，一个波也可以分解为几个波之和。 根据傅里叶级数表示法，任何一个函数都可以表示为一系列不同频率正弦和余弦函数之和，所以任何波形的波都可以归结为一系列不同频率简谐波的叠加。 这种分析方法称频谱分析法，它为认识一些复杂的波动现象提供了一个有力的工具。 当连续的波在两端不断被反射时，之间产生干涉，就会停止左右运动而产生驻波。
波lee6: 微波与无线电波的区别
一些结构，如无辐射介质波导和高保线，使用金属壁和电介质表面来限制波。 波lee6 单一频率的波，它的传播速度是它的相速度。 波lee62025 波lee6 实际存在的波则不是单频的，如果媒质对这个波又是色散的，那么，传播中的波，由于各不同频率的成分运动快慢不一致，会出现“扩散”。
振动物理量可以是标量，相应的波称为标量波（如空气中的声波），也可以是矢量，相应的波称为矢量波（如电磁波）。 振动方向与波的传播方向一致的称纵波，相垂直的称为横波。 当无线电波频率提高到3000兆赫至 300吉赫的厘米波波段和毫米波波段时，同轴线的使用受到限制而采用金属波导管或其他导波装置。 波导管的优点是导体损耗和介质损耗小；功率容量大；没有辐射损耗；结构简单，易于制造。 表面波波导的特征是在边界外有电磁场存在 。 在毫米波与亚毫米波波段，因金属波导管的尺寸太小而使损耗加大和制造困难。
波lee6: 波导
同光类似，一般称为声波的声音，当波长很短时，也明显表现为粒子，称为声子。 不过声子只存在于物质中，是物质振动的集体效应，与光子是不同类型的。 比如一个电子，如果是自由电子，那么它的波函数就是行波，就是说它有可能出现在空间中任何一点，每点几率相等。 如果被束缚在氢原子里，并且处于基态，那么它出现在空间任何一点都有可能，但是在波尔半径处几率最大。
波lee6: 波导场分布举例
对各向异性介质，波的法线方向与能量传播方向一般不重合，相速度与能量传播速度也不相等。 这是在激光出现前后，特别是之后，引起人们重视的一个概念。 并不是任意的两列波都可以产生干涉，而需要满足一定的条件，称为相干条件，主要是要有相同的频率和固定的相位差。 因为光源有一定的面积，包含了许多的发光中心，而对于普通光源，这些发光中心发光时并不协调，相互间并无联系。 为此，在经典的杨氏干涉实验中，有必要从同一个光源分出两束光波，以取得干涉。
波lee6: 波导基本特征
电磁波在波导中的传播受到波导内壁的限制和反射。 波导管内不能传输TEM波，电磁波在波导中的传播存在着严重的色散现象。 波导中可能存在无限多种电磁场的结构或分布，每一种电磁场的分布称为一种波型（模式），每一种波型都有对应的截止波长和不同的相速。 横截面均匀的空心波导称为均匀波导，均匀波导中电磁波的波型可分为电波（TE模）和磁波（TM 模）两大类。 波的传播总伴随着能量的传输，机械波传输机械能，电磁波传输电磁能。 单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的能量称为波的能流密度，常用来描述波的强度，能流密度与振幅的平方成正比。
波lee6: 波导场分布举例
按照玻恩的解释，物质波乃是一种几率波． 德布罗意波的统计解释粒子在某处邻近出现的概率与该处波的强度成正比。 水面波把水面的上下振动传给波阵面前方原来是静止的水面，这意味着波带有动能和势能。 波所携带的能量常用波内单位体积所具有的能量来计量，叫波的能量密度。 在单位时间内通过垂直于波矢的单位面积所传递的能量叫波的强度或能流密度，它是波的能量密度和波的传播速度的乘积。
波lee6: 波导基本信息
强烈振动的部分被称为波腹，完全静止的部分被称为波节。 在波动过程中，媒质的各个质点只是在平衡位置附近振动，并不沿着振动传播的方向迁移。 因此，波是振动状态的传播，不是物质本身的传播。 为直观起见，以绳子抖动这种最简单的为例，在绳子的一端有一个上下振动的振源，振动沿绳向前传播。 从整体看波峰和波谷不断向前运动，而绳子的质点只做上下运动并没有向前运动。
波lee6: 波导
广义地说，凡是描述运动状态的函数具有时间周期性和空间周期性特征的都可称为波，如引力波，微观粒子的概率波（见波粒二象性）等。 按性质来分：主要有四种――机械波、电磁波、引力波、物质波。 机械波是由扰动的传播所导致的在物质中动量和能量的传输。
波lee6: 波导基本特征
波函数所表示的物理量（或其扰动）可以是标量，也可以是矢量，所以F可以是矢量。 电磁波的有关物理量是电场或磁场，而这些都是矢量。 波的这个物理量如果同波的传播方向（波矢）是平行的，波称为纵波，如流体中的声波；如果是垂直的，波称为横波，如光波。 波lee62025 有时相应物理量既有平行于传播方向的成分，也有垂直的成分，如波导内电磁波的电场或磁场。
波lee6: 微波与无线电波的区别
一束光射入像方解石那样的单轴晶体时，会分裂成两束光，其中一束遵守普通的折射定律，称寻常光，另一束则不遵守，称非寻常光。 寻常光和非寻常光的偏振面是互相垂直的。 同它相类似，有所谓锥形折射现象，这发生在光沿着晶体的光轴射入像霰石那样的双轴晶体时。 当细束光垂直射入这样一个平块晶体，会因锥形折射而在晶体的背面出射成一圈光。 可以指出，对于声波同样能观察到这样的形象。
波lee6: 波导场分布举例
这时使用表面波波导，除具有良好传输性外，主要优点是结构简单，制作容易，可具有集成电路需要的平面结构。 波lee62025 表面波波导的主要形式有：介质线、介质镜像线、H-波导和镜像凹波导。 波以它的叠加、干涉、衍射、能量在空间和时间上连续铺展等特征而在通常概念中区别于具有集中质量的粒子，像雨滴、枪弹那样的粒子。
媒质是色散的另一个起因在于它的内部的微观结构。 有的媒质不论其形状如何，对于某些频率范围的某些种类的波总是色散的。 例如，有些媒质内部的带电粒子（如电子），受入射可见光的电场激励而振动，从而反作用于这个光，导致它的色散（见电子论）。 正由于水的色散性，雨后才有可能映出彩虹。 量子力学认为，任何粒子（物质）既有粒子性，又有波动性，即任何物质都具有波粒二象性，于是就有所谓的物质波，如电子波、中子波（见波粒二象性）。
波lee6: 波导
波的某些性质，包括波的叠加性，是有条件的。 上面，以及通常，没有强调这个条件，是因为通常讨论的波，如一般的声波和光波，几乎全是线性的。 波动方程以数学语言来表达波的特征，它给出了波函数随空间坐标和时间的变化关系。 通过对带有特定的边界条件的波动方程求解，能够深入刻划波的传播规律，认识波的本质。 波动方程可以分为经典的和量子力学的两类。
对于电磁波，这个物理量是介电常数同磁导率的乘积的平方根。 例如，当固体中声波从一个固体媒质投射到另一固体媒质时，在第一媒质中，入射波将被反射出两个波，而不是一个，其中一个是纵波，一个是横波。 进入第二媒质时也将折射出两个波（图4）。 两种反射波的反射角和两种折射波的折射角都有一定的规律。 物质波既不是机械波，也不是经典电动力学意义上的电磁波（机械波是周期性的振动在媒质内的传播，电磁波是周期变化的电磁场的传播）。 在德布罗意提出物质波以后，人们曾经对它提出过各种各样的解释．
波lee6: 微波与无线电波的区别
激光器则不然，它的多发光中心是相位关联的，它所发射的波虽还不是单频，但频带非常窄。 这样，人们说普通光源所辐射的波相干性差，而激光器所辐射的则相干性好。 波lee6 一个波的相干性实际上是这个波能够到什么精确程度用简谐波来代表的描述。
可是，在20世纪初期，一些实验和理论表明，已确定为波的光，在和物质作用时，却表现出粒子的性质。 在黑体辐射、光电效应、X 射线的自由电子散射（康普顿效应）等实验现象中，不把光看作粒子，便无法解释这些现象。 在上述实验情况下，光的能量是不连续的，是量子化的。 也就是说，光是量子，称为光子，它的能量是hv，h是普朗克常数，v是光的频率。 波在传播过程中，除在真空中，是不可能维持它的振幅不变的。 在媒质中传播中，波所带的能量总会因某种机理或快或慢地转换成热能或其他形式的能量，从而不断衰弱，终至消失。
波lee6: 波导基本信息
从引导电磁波的角度看，它们都可分为内部区域和外部区域，电磁波被限制在内部区域传播（要求在波导横截面内满足横向谐振原理）。 在对于常见的波取得了一定的认识之后，人们对其他的实际波着手探讨，发现不少是非线性波。 飞机以超声速运行所形成的冲击波或轰声却是非线性波。 又如，大振幅电磁波在某些晶体内会产生倍频、参量振荡、参量放大等等，这就不是普通的线性电磁波所能做到的了。 近年来引人重视的孤立子，是早在19世纪就注意到的非线性水波的延伸。 和前面关于线性波的讨论相比，非线性波的一个突出的性质是叠加原理不成立。
波lee6: 波导基本特征
对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。 对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。 微波是指频率为300MHz~300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1毫米~1米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波的统称。 一个简单的情况是波由一种均匀的媒质射向另一种均匀媒质，而且两个媒质的界面是平面的。 入射到界面的波（入射波），一部分在界面上被反射回第一媒质（称为反射波），另一部分则折入第二媒质（称为折射波）。 波lee62025 众所周知，反射角恒等于入射角，而折射角的大小依赖于两个媒质的有关物理量的比。
波lee6: 波导
在电磁学和通信工程中，波导这个词可以指在它的端点间传递电磁波的任何线性结构，最初和最常见的意思是指用来传输无线电波的空心金属管。 波lee62025 因此，波又有粒子性，在碰撞时遵守能量和动量守恒定律。 这种情况一般发生在波与物质有相互作用时。 波lee62025 另一方面，静止质量不为零的微观粒子，在传播时也会具有波的特性。
波动是物质运动的重要形式，广泛存在于自然界。 最常见的机械波是构成介质的质点的机械运动（引起位移、密度、压强等物理量的变化）在空间的传播过程，例如弦线中的波、水面波、空气或固体中的声波等。 产生这些波的前提是介质的相邻质点间存在弹性力或准弹性力的相互作用，正是借助于这种相互作用力才使某一点的振动传递给邻近质点，故这些波亦称弹性波。
波lee6: 波导基本信息
一般的物体都是由大量相互作用着的质点所组成的，当物体的某一部分发生振动时，其余各部分由于质点的相互作用也会相继振动起来，物质本身没有相应的大块的移动。 例如，沿着弦或弹簧传播的波、声波、水波。 我们称传播波的物质叫介质，它们是可形变的或弹性的和连绵延展的。 对于电磁波或引力波，介质并不是必要的，传播的扰动不是介质的移动而是场——前者电磁波是电磁场在空间中以波的形式移动，引力波是时空弯曲在空间中以波的形式移动。 量子力学认为，任何物质既有粒子性，又有波动性，即任何物质都具有波粒二象性，于是就有所谓的物质波（也称德布罗意波），如电子波、中子波等。