تاكنون متوجه شده ‌ایم كه موج عبارت از انتقال انرژی بدون انتقال محیط مادی است و همچنین موج بر اثر انتقال آشفتگی (یا تغییر شكل) در محیط منتشر می ‌شود. به‌عبارتی در هنگام عبور موج ذرات محیط حول محل تعادل خود نوسان می ‌كنند. اما راستای نوسانات محیط با راستای انتشار موج چه رابطه‌ای دارد؟ آیا در موج آب یا طناب جنبش ذرّات محیط در جهت و راستای حركت موج است یا عمود بر آن؟ آیا در صوت، جنبش ذرات محیط در جهت و راستای انتشار موج است؟

در علم فیزیک با امواجی با طبیعت های مختلف سر و کار داریم. با وجود تفاوت های طبیعت فیزیکی این امواج، آن ها خصوصیات مشترک بسیاری دارند. امواج، هنگامی که پارامتر مورد نظر ما (جابجایی، تنش مکانیکی، غیره) در محور انتشار موج نوسان می کنند، موج طولی نامیده می شوند. اگر نوسان عمود بر جهت انتشار رخ دهد. چنین موجی، موج عرضی نامیده می شود. (به عنوان مثال، امواج الکترو مغناطیسی، موج عرضی هستند). 

انواع موج ها از نظر نحوه انتشار دو گونه اند: موج عرضي و موج طولي

البته انواع موج را بصورت زیر نیز تقسیم بندی می کنند:

انواع موج ها

•  موج مکانیکی: ما با این موج ها بیشتر آشنا هستیم، چون اکثر اوقات با آن ها برخورد داریم: برای مثال امواج آب، امواج صوتی و امواج ارتعاشی زمین لرزه. همه این موج ها دو ویژگی دارند: (1) آن ها از قانون دوم نیوتون پیروی می کنند (توسط قانون دوم نیوتون فرمول بندی می شوند) و (2) فقط در محیط های مادی منتشر می شوند.

• موج الکترومغناطیس: این موج ها ناشناخته تر هستند، اما به طور دائم با آن ها سرو کار داریم: برای مثال نور مرئی و فرابنفش، امواج رادیویی و تلویزیونی، امواج رادار و امواج x. این موج ها برای انتشار به محیط مادی نیاز ندارند و همه ی امواج الکترومغناطیسی با سرعت نور در خلا حرکت می کند.
•  موج مادی: اگر چه استفاده از این موج ها در تکنولوژی جدید مرسوم است، اما ممکن است برای شما ناشناخته باشد. این موج ها با الکترون ها، پروتون ها و دیگر ذرات بنادی سرو کار دارد. چون این ذرات تشکیل دهنده مواد هستند، امواج ایجاد شده توسط آن ها موج های مادی نامیده می شود.
• موج عرضي: هرگاه راستاي ارتعاش ذرات محيط برراستاي انتشارموج عمود باشد ،موج عرضي به وجودمي آيد.مثل موج توليد شده در يك طناب يا سيم كشيده شده و یا امواج سطح آب.

موج طولی: هرگاه راستاي ارتعاش ذرات محيط در راستاي انتشار موج باشد، موج طولي به وجود مي آيد. مثل امواج صوتي در هوا و يا موج توليدشده در طول فنر دستگاه (وزنه-فنر)

تذكر:

1- در جامدات امواج طولي و عرضي و در داخل مايعات و گازها فقط امواج طولي منتشرمي شوند. اما در سطح مايعات امواج عرضي قابل انتشار هستند. در جامدات سرعت انتشار امواج طولي بيشتر از امواج عرضي است.

2- با توجه به مطالب بيان شده در يك موج ساده سينوسي دو نوع سرعت وجود دارد: سرعت ارتعاشي ذرات محيط كه معادله آن   است و سرعت انتشار موج كه رابطه آن  مي باشد.

همان گونه كه قبلا ديديم تابع رياضي نوسان ساده يك جسم به صورت سينوسي است. هنگام توليد موج ، چشمه موج و نقطه اي ازمحيط مرتعش كه با آن در تماس است در مكان x=0 واقع اند. و اگر جابجايي هر نقطه از محيط را با نماد u نشان دهيم، تابع رياضي اين نقطه (مبداموج) به صورت زير خواهد بود.

از آنجايي كه انتقال موج در محيط با سرعت محدودي صورت مي گيرد، تمام نقاط ديگر محيط مرتعش با مبدا موج اختلاف فاز و يا به بيان دقيق تر تاخير فاز خواهند داشت (زيرا موج با تاخير به نقاط ديگر مي رسد). اگر اين اختلاف فاز اوليه را با j0 نشان دهيم، تابع موج هر نقطه از محيط مرتعش به صورت زير خواهد بود:

اما j0 براي يك نقطه معين چقدراست؟

براي پاسخ، نقطه اي مثل M را در نظر مي گيريم كه به فاصله +x از منبع موج قرار دارد. اگر سرعت انتشار موج v باشد، پس از مدت   به نقطه M رسيده و آنرا به نوسان در مي آورد. نوسان نقطه M نظير نوسان چشمه موج در زمان  است. يعني به اندازه زمان نسبت به چشمه موج تاخير در نوسان دارد. لذا تابع موج نقطه M برابر خواهد بود با:

از طرفي با توجه به روابط    مي توان نوشت:

بنابراين تابع موج نقطه  M رابه دو صورت زيرمي توان نوشت:

اگرمقدار  را با K نشان دهيم، رابطه كلي تابع موج نقطه M  به صورت زير خواهد بود:

kx اختلاف فاز نقطه M  با چشمه موج است.