愛華網(wǎng)可見機(jī)械波的產(chǎn)生，首先要有作機(jī)械振動(dòng)的物體，它稱為機(jī)械波的波源；其次，要有能夠傳播這種機(jī)械振動(dòng)的介質(zhì)。例如，音叉在振動(dòng)時(shí)，音叉就是波源，而空氣就是傳播聲波的介質(zhì)?！ ‖F(xiàn)在我們討論機(jī)械波在連續(xù)彈性介質(zhì)中傳播的機(jī)制。一條繩子中的各質(zhì)元彼此間以彈性聯(lián)系，振動(dòng)依靠繩中各質(zhì)元間的彈性聯(lián)系沿著繩子傳播過去。在連續(xù)彈性介質(zhì)內(nèi)部，由于各個(gè)質(zhì)元間有彈性力相互聯(lián)系著，因此，如果介質(zhì)中有一個(gè)質(zhì)元A離開了平衡位置，又被迫回到平衡位置，因而產(chǎn)生振動(dòng)；而根據(jù)牛頓第三定律，A周圍的質(zhì)元同時(shí)受到A的彈性力作用，要使它們離開平衡位置；當(dāng)它們離開平衡位置時(shí)，它們自己周圍的其他質(zhì)元又對(duì)它們施加彈性力，要使它們回到平衡位置，因而也要產(chǎn)生振動(dòng)。所以介質(zhì)中一個(gè)質(zhì)元的振動(dòng)會(huì)引起鄰近質(zhì)元的振動(dòng)，而鄰近質(zhì)元的振動(dòng)又會(huì)引起較遠(yuǎn)質(zhì)元的振動(dòng)。這樣，振動(dòng)就由近及遠(yuǎn)地向各個(gè)方向以一定的速度傳播出去，形成了波?！∵B續(xù)彈性介質(zhì)，就是組成這種介質(zhì)的質(zhì)元是連續(xù)分布的(即介質(zhì)內(nèi)部不存在空隙或間斷點(diǎn))，質(zhì)元之間彼此有彈性力相互聯(lián)系著。固體、液體或空氣等彈性體都可視作是連續(xù)彈性介質(zhì)。
如果質(zhì)元的振動(dòng)方向和波的傳播方向相垂直，則這種波稱為橫波．
如果質(zhì)元的振動(dòng)方向和波的傳播方向相平行，這種波稱為縱波．
波所傳播的只是振動(dòng)狀態(tài)，而介質(zhì)中的各質(zhì)元僅在它們各自的平衡位置附近振動(dòng)，并沒有隨著振動(dòng)的傳播而移動(dòng)過去。例如，在漂浮著樹葉的靜水里，當(dāng)投入石子而引起水波時(shí)，樹葉只在原位置附近上下振動(dòng)，并不移動(dòng)到別處去。 波在傳播時(shí)，質(zhì)元的振動(dòng)方向和波的傳播方向也不一定相同。如果質(zhì)元的振動(dòng)方向和波的傳播方向相垂直，則這種波稱為橫波，例如在繩子上傳播的波；如果質(zhì)元的振動(dòng)方向和波的傳播方向相平行，這種波稱為縱波，例如在空氣中傳播的聲波。橫波和縱波是自然界中存在著的兩種最簡(jiǎn)單的波，其他如水面波、地震波等，情況就比較復(fù)雜。 橫波形成的過程可由橫波演示圖看出。波源的振動(dòng)由介質(zhì)傳播出去，形成一個(gè)具有波峰(正向最大位移)和波谷(負(fù)向最大位移)的完整波形，這就是橫波；此后，彈性力的作用將繼續(xù)使更遠(yuǎn)的質(zhì)元振動(dòng)，波將繼續(xù)地向前推進(jìn)。這樣，由于每個(gè)質(zhì)元都在不斷地振動(dòng)，波峰和波谷的位置將隨時(shí)間而轉(zhuǎn)移過去，即整個(gè)波形在向前推移，這就是橫波的傳播過程。橫波只能在固體中傳播?！ 】v波形成的過程可由縱波演示圖看出。縱波是介質(zhì)密集和稀疏相間的波。仿照上述橫波的討論可以類推，這種質(zhì)元分布的疏密狀態(tài)，將隨時(shí)間而沿波的傳播方向轉(zhuǎn)移出去。縱波在固體、液體、和氣體中皆能夠傳播?！ ≡诳v波的傳播過程中，各質(zhì)元偏離各自平衡位置的位移都平行于傳播方向。設(shè)想把介質(zhì)中各質(zhì)元的位移逆時(shí)針轉(zhuǎn)過90°，縱波就變得與橫波波動(dòng)圖象一樣了。這就是說，有關(guān)橫波傳播情況的討論，對(duì)于縱波也是適用的。下圖是將縱波中對(duì)應(yīng)于各質(zhì)元的位移，經(jīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)過90°后畫出來的。從上述的討論，可以看到波傳播時(shí)的一些特征。各個(gè)質(zhì)元僅在其平衡位置附近振動(dòng)，沿波的傳播方向上，介質(zhì)中每一個(gè)質(zhì)元都比后面的質(zhì)元先開始振動(dòng)，在振動(dòng)步調(diào)上要超前一定的相位，即前、后質(zhì)元的振動(dòng)存在著一個(gè)相位差。 由橫波演示圖和縱波演示圖可以看出，把一定振動(dòng)狀態(tài)(或相位)傳播出去需要時(shí)間。單位時(shí)間內(nèi)一定的振動(dòng)相位所傳播的距離稱為波速(亦稱相速)，可用皆能夠u表示，即波速描述了振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的方向和快慢程度。顯然，波速的單位也是。
波動(dòng)的傳播既然與介質(zhì)的彈性有密切的關(guān)系，因而波速必然與介質(zhì)的彈性模量有關(guān)。另外，波速也應(yīng)該與介質(zhì)的密度有關(guān)，因?yàn)槊芏仁敲枋鼋橘|(zhì)慣性的物理量，它反映介質(zhì)中任一部分在力的作用下，運(yùn)動(dòng)改變的難易程度。理論證明橫波和縱波在固態(tài)介質(zhì)中的波速可分別用下列兩式計(jì)算,即 (橫波) (縱波)式中的和分別為介質(zhì)的切變彈性模量和楊氏彈性模量，是介質(zhì)的密度?？v波在無限大的固態(tài)介質(zhì)中傳播時(shí)，上述縱波公式是近似的，但在固態(tài)細(xì)棒中沿著棒的長(zhǎng)度傳播時(shí)是準(zhǔn)確的。
由上述可知，在同一固態(tài)介質(zhì)中橫波和縱波的傳播速度是不相同的，當(dāng)波源同時(shí)發(fā)出這兩種波動(dòng)時(shí)，如果在某處的觀察者測(cè)定兩種波動(dòng)到達(dá)該處前、后相隔的時(shí)間，就可求出波源與觀察者之間的距離，這一方法在研究地震、地層構(gòu)造等問題上有廣泛應(yīng)用。 在液體和氣體中只能傳播縱波，波速可用下式計(jì)算,即 (縱波)式中的是體變彈性模量，是密度。在氣體中，如果將氣體視作理想氣體，則聲波的波速(稱為聲速)為式中，是氣體定壓摩爾熱容與定體摩爾熱容之比值（見第三篇“熱學(xué)基礎(chǔ)”），是氣體的壓強(qiáng)，是普適氣體常量，是熱力學(xué)溫度，是氣體的摩爾質(zhì)量。
