Powierzchnia falowa

Przykładowe powierzchnie falowe oznaczono jako czarne grube linie.

Powierzchnia falowa, czoło fali – miejsce geometryczne punktów o tej samej fazie drgań w przestrzeni objętej zaburzeniem falowym. Jeżeli źródło fali jest punktowe, to powierzchnią falową w przestrzeni trójwymiarowej izotropowej jest powierzchnia kuli, w przestrzeni dwuwymiarowej – okrąg. Ze względu na kształt czoła fali wyróżnia się m.in. fale kuliste, cylindryczne, koliste (na płaszczyźnie) i płaskie.

Czoło fali dla fal aperiodycznych (np. paczki falowej, fali uderzeniowej) ma jeszcze dodatkowe znaczenie. Jest to powierzchnia, która stanowi granicę między częścią zaburzoną, a częścią niezaburzoną, gdzie fala jeszcze nie dotarła. W tym przypadku czoło fali jest pierwszą powierzchnią falową. Jeżeli fala rozchodzi się z punktowego źródła w jednorodnym ośrodku, to w izotropowym ośrodku trójwymiarowym czoło fali jest sferą, której promień można określić jako iloczyn czasu oraz prędkości grupowej fali.

Bibliografia

Robert Resnick, David Halliday, Podstawy fizyki Tom I, wydanie IX, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1993, ISBN 83-01-09323-4
SzczepanS. Szczeniowski SzczepanS., Fizyka doświadczalna. Mechanika i akustyka., Warszawa: PWN, 1980, ISBN 83-01-02426-7, OCLC 830965784 .