Теория:

Каждая волна распространяется с какой-то скоростью.
Под скоростью волны понимают скорость распространения возмущения.
Пример:
удар по торцу стального стержня вызывает в нём местное сжатие, которое затем распространяется вдоль стержня со скоростью около \(5\) км/с.
 
Обрати внимание!
Скорость волны определяется свойствами среды, в которой эта волна распространяется. При переходе волны из одной среды в другую её скорость изменяется.
Помимо скорости, важной характеристикой волны является длина волны.
Длиной волны называется расстояние, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебаний в ней.
Рассмотрим процесс передачи колебаний от точки к точке при распространении поперечной волны.
Используется модель, в которой частицы среды заменяют шариками. Для удобства их можно пронумеровать (рис. \(1\)).
Частицы среды связаны между собой межмолекулярными силами взаимодействия, поэтому волна передаётся от одной частицы к другой.
 
1.png
Рисунок \(1\). Модель упругой среды для демонстрации колебаний
 
Отклоним первый шарик от положения равновесия. Силы притяжения передадут движение второму, третьему шарику. Каждый элемент вещества (молекула, атом) повторит движение первой частицы с запаздыванием, которые называют сдвигом фазы. Это запаздывание зависит от расстояния, на котором находится рассматриваемый шарик по отношению к первому шарику.
Предположим, что первый шарик достиг максимального смещения от положения равновесия (рис. \(2\)). В этот момент четвёртый шарик только начнет движение, следовательно, он отстаёт от первого на \(1/4\) колебания.
2.png
Рис. \(2\)
 
В момент времени, когда смещение четвертого шарика будет наибольшим  (рис. \(3\)), седьмой шарик будет отставать от него на \(1/4\) колебания. А если рассмотреть отставание седьмого шарика от первого, то оно составляет \(1/2\) колебания.  
3.png
Рис. \(3\)
 
Между седьмым и четвёртым шариком, а также седьмым и десятым \(1/4\) часть колебания (рис. \(4\)).
 
4.png
Рис. \(4\)
 
Первый и тринадцатый шарик совершают одно колебание, то есть двигаются в одной фазе (рис. \(5\)). Это значит, что между ними все шарики с первого по двенадцатый проходят полный колебательный процесс или составляют одну волну.
 
5.png
Рис. \(5\)
 
Начиная с тринадцатого шарика, мы можем отсчитывать новую волну (рис. \(6\)).
 
6.png
Рис. \(6\)
 
Длину волны измеряют расстоянием, на которое перемещается волновая поверхность за один период колебания источника волн;
Длиной волны является расстояние между двумя ближайшими точками бегущей волны на одном луче, который колеблется в одинаковой фазе:
λ=υT, где \(λ\) («лямбда») — длина волны, \(\upsilon\) — скорость волны, \(T\) — период колебания.
Период колебаний можно выразить как величину, обратную частоте колебаний: T=1ν.
Тогда выразим длину волны как отношение скорости и частоты: λ=υν.
Длина волны прямо пропорциональна скорости волны и обратно пропорциональна частоте колебаний (прямо пропорциональна периоду колебаний).
Формулы для нахождения параметров движения волны справедливы как для поперечных, так и для продольных волн.
Выразим скорость волны:
как отношение длины волны к периоду колебаний: υ=λT;
как произведение длины волны на частоту колебаний: υ=λν.
 
За длину волны \(λ\) примем расстояние между шариками, колеблющимися в одинаковых фазах. Например (см. рис. \(6\)), между четвёртым и шестнадцатым, третьим и пятнадцатым.
 
Колебания проходят шарики, начиная с первого и заканчивая двенадцатым, проходят все фазы колебания. Новая волна начинается с тринадцатого шарика. Каждый шарик совершает одно полное колебание за время, которое называют периодом колебаний \(T\). За это время колебательный процесс проходит расстояние, называемое длиной волны \(λ.\)
 
Длину волны при распространении продольных волн можно представить с помощью рисунка \(7\). Длиной волны будет расстояние между соседними центрами сжатия пружины.
 
7.png
Рисунок \(7\). Распространение продольных волн в упругой пружине
 
Обрати внимание!
Частота колебаний в волне совпадает с частотой колебаний источника (так как колебания частиц среды являются вынужденными) и не зависит от свойств среды, в которой распространяется волна.
При переходе волны из одной среды в другую её частота не изменяется, меняются лишь скорость и длина волны.