(1)정상파
만약 동일한 두 파동이 줄의 양쪽 끝에서 줄을 따라 출발한다면, 두 파동은 서로 만나게 되고 서로를 지나가게 된다. 두 파동이 중첩되어 있는 시간 동안 관측된 결과적인 파동은 각 진폭의 산술적인 합에 의한다(그림1). 소리파에도 같은 양상이 나타난다. 두, 세 사람 이 같은 방안에서 이야기하고 있을 때 그들이 동시에 말하고 있더라도 각 개인의 목소리 를 구별할 수 있다. 각 사람의 음성은 다른 사람의 것에 의해 방해받지 않기 때문이다. 그러나 복합된 소리의 소란스러움은 여러 소리들이 동시에 어떻게 들리는가에 따라 변한 다. 이 효과는 중첩의 한 예이다. 중첩의 원리(Principle of superposition)란, 결과적인 합성파는 구성하고 있는 모든 파동의 산술적인 합에 의해 생긴다는 것이다. 중첩의 원리 는 여러 가지 형태의 파동 운동에 적용되며 큰 영향을 발휘한다. 즉 합성파를 분석할 수 있도록 해 준다.
한 쪽 끝이 고정된 팽팽하게 당겨진 줄의 진동을 생각하자. 기타줄이 좋은 예이다. 만약 줄의 한 점을 바깥으로 잡아당겼다가 놓으면 진동하기 시작한다. 최초로 변위가 발생한 점에서 반대 방향의 파동으로 줄의 운동을 기술할 수가 있다. 이 파동들은 줄을 따라 앞 뒤로 진행하게 되고, 줄의 끝에 도달할 때마다 반사가 일어나게 된다. 줄의 결과적인 운 동은 이 모든 펄스들의 진퐁의 중첩이다.
기타 줄이 조화 운동으로 진동한다고 가정해 보라. 줄을 따라 진행하는 파동의 속력은 줄의 장력에 의해 결정된다. 만약 줄의 장력이 일정하면 파동의 속력도 역시 일정하다. 이제 파동이 줄을 따라 진행했다가 되돌아와서 원점에 도착한 시점이 판사파의 변위가 다 음 파동의 변위와 일치되는 그 시점이라 하자. 그러면 두 변위가 합해지므로 결과적인 파 동은 더 큰 진폭을 가지게 된다.
참고자료
『기초물리학』, 기초물리학교재편찬위원회 , (주)북스힐 , 2000
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