这种情况一般发生在波与物质有相互作用时。 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。 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。
- 相同相位（即波面）的传播方向与波面垂直，称为波的法线方向，相位（或波面）的传播速度称为相速度或法线速度。
- 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。
- 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。
- 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）。
- 比分层更不均匀的媒质，在海洋中以及在其他环境中，也是常见的。
这样，在人们对波的了解过程中，首先突出了线性波。 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: 微波与无线电波的区别
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。 由于叠加，两列具有相同频率、固定相位差的同类波在空间共存时，会形成振幅相互加强或相互减弱的现象，称为干涉。 相互加强时称为相长干涉，相互减弱时称为相消干涉。 常见的波导结构主要有平行双导线、同轴线、平行平板波导、矩形波导、圆波导、微带线、平板介质光波导和光纤。 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。
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）。 波的概念是物理学中少数极其重要的统一概念之一；实用上，波是信息的载体。 按振动方向与传播方向的关系来分：主要有三种――横波、纵波、球面波。
波lee6: 波导基本特征
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 。 波lee6 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。
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）。 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。 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。
波lee6: 波导基本信息
包括光波在内的电磁波，是同人类生活关系最密切的波之一。 它不仅可以在流体、固体和等离子体内传播，在真空中会照样传播。 波lee6 特征阻抗Z在幅值上反映波导横向电场与横向磁场之比。
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。 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。 波lee62023 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。
波lee6: 波导场分布举例
这个频率分立的概念对量子力学的创立曾起了启发作用。 微带、共面波导、带状线或同轴电缆等传输线也可以认为是波导。 波导主要用作微波频率的传输线，在微波炉、雷达、通讯卫星和微波无线电链路设备中用来将微波发送器和接收机与它们的天线连接起来。 还有的时候，波是分散了，而不是真正的衰弱，一个例是平面波被途中许多小障碍物所折射，一部分转了向，从平面波的原来运动方向看，波的能量变小了。
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
反过来，有时可以人为地把其他形式的能量连续供给传播中的波，如微波行波管中的慢电磁波或压电半导体内的超声波，使这些波不仅不减弱，而且还增强。 但是，如不补给能量，媒质中传播的波总会逐渐衰减的。 不同种类的波在不同种类媒质中的衰减机理是很不一样的。 即使同一种波在同一种媒质里传播时，衰减的机理也可能随频率而异。 波同媒质内部某些微观结构的相互作用，引起波的衰减，而这个相互作用也同时导致色散。
- 波同媒质内部某些微观结构的相互作用，引起波的衰减，而这个相互作用也同时导致色散。
- 金属管波导中的电磁波可以想象为沿Z字形路径在波导中行进，在波导的壁之间来回反射。
- 微波比其它用于辐射加热的电磁波，如红外线、远红外线等波长更长，因此具有更好的穿透性。
- 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。
- 不同形式的波虽然在产生机制、传播方式和与物质的相互作用等方面存在很大差别，但在传播时却表现出多方面的共性，可用相同的数学方法描述和处理。
- 相互加强时称为相长干涉，相互减弱时称为相消干涉。
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。 驻波的应用也很广，如管弦乐器便利用了驻波。 波lee62023 此外它还导出了一个重要的概念，即频率的分立。 要求两个界面之间的距离d是半波长的整数倍，可以理解为，只有那些频率为n（v/2d） 的波才能建立驻波。
波lee6: 波导基本信息
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。 我们将某一物理量的扰动或振动在空间逐点传递时形成的运动称为波。 不同形式的波虽然在产生机制、传播方式和与物质的相互作用等方面存在很大差别，但在传播时却表现出多方面的共性，可用相同的数学方法描述和处理。
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。
波lee6: 微波与无线电波的区别
质点振动的方向跟波的传播方向垂直的波叫横波，质点振动的方向跟波的传播方向平行的波叫纵波。 微波指频率30MHz-30GHz的电磁波 射频的定义就比较模糊了，广义的射频指从声波段到光波段之间的所有电磁波，频率为10KHz-30GHz。 也有定义RF频段为30KHz～30GHz。
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 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。
波lee6: 波导基本特征
用雷达追踪飞机，用声呐探寻潜艇，便属于这个情况。 这是波（确切地讲指线性波，见下）的一个很重要的属性。 叠加性的依据是，（线性）波的方程的几个解之和仍然是这个方程的解；这个原理称叠加原理。 波lee6 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lee6: 波导
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。 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。 波lee62023 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: 波导场分布举例
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。
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。 波lee62023 波lee62023 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。
波lee6: 波导
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。 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。
