Trong
vật lý,
toán học và các lĩnh vực liên quan,
sóng là sự xáo trộn của một
trường trong đó một thuộc tính vật lý dao động liên tục tại mỗi điểm hoặc truyền từ một điểm đến các điểm lân cận khác, hoặc dường như di chuyển trong không gian. Các sóng thường được nghiên cứu trong vật lý là sóng
cơ học và sóng
điện từ . Sóng cơ học là một biến dạng cục bộ trong một số môi trường vật lý mà truyền từ hạt này sang hạt khác bằng cách tạo ra các
ứng suất cục bộ gây ra biến dạng ở các hạt lân cận. Ví dụ, sóng
âm thanh trong không khí là các biến thể của áp suất cục bộ lan truyền do va chạm giữa các phân tử khí. Các ví dụ khác về sóng cơ học là sóng
địa chấn,
sóng trọng lực, sóng xoáy và
sóng xung kích . Một sóng điện từ bao gồm sự kết hợp của các trường điện và từ biến đổi, lan truyền trong không gian theo
các phương trình của Maxwell . Sóng điện từ có thể truyền qua
môi trường điện môi phù hợp hoặc qua
chân không ; ví dụ như
sóng vô tuyến,
bức xạ hồng ngoại,
ánh sáng nhìn thấy,
bức xạ cực tím,
tia X và
tia gamma . Các loại sóng khác bao gồm sóng
hấp dẫn, là nhiễu loạn trong
trường hấp dẫn lan truyền theo
thuyết tương đối rộng ;
sóng khuếch tán nhiệt ;
sóng plasma, kết hợp biến dạng cơ học và trường điện từ;
sóng khuếch tán phản ứng, như trong
phản ứng Belousov-Zhabotinsky ; và nhiều loại khác. Sóng cơ học và điện từ dường như thường truyền qua không gian; nhưng, trong khi chúng có thể mang
năng lượng,
[1] động lượng và
thông tin thông qua vật chất hoặc không gian trống, chúng có thể làm điều đó mà không chuyển bất kỳ
khối lượng nào. Trong toán học và
điện tử học sóng được nghiên cứu như là
tín hiệu .
[2] Mặt khác, một số sóng dường như không di chuyển chút nào, như
sóng đứng (vốn là nền tảng cho âm nhạc) và sóng nhảy thủy lực . Một số loại sóng, giống như
sóng xác suất của
cơ học lượng tử, có thể hoàn toàn tĩnh. Một
sóng phẳng dường như truyền theo một hướng xác định và có giá trị không đổi trên bất kỳ mặt phẳng nào vuông góc với hướng đó. Về mặt toán học, sóng đơn giản nhất là
sóng hình sin . Sóng phức tạp thường có thể được mô tả là tổng của nhiều sóng phẳng hình sin. Một sóng phẳng có thể là
sóng ngang, nếu hiệu ứng của nó tại mỗi điểm được mô tả bằng một vectơ vuông góc với hướng truyền hoặc truyền năng lượng; hoặc
sóng dọc, nếu các vectơ mô tả
song song với hướng truyền năng lượng. Trong khi sóng cơ học có thể là cả ngang và dọc, sóng điện từ là ngang trong
chân không . Một sóng vật lý hầu như luôn bị giới hạn trong một số vùng hữu hạn của không gian, được gọi là
miền của nó. Ví dụ, sóng địa chấn do
động đất tạo ra chỉ có ý nghĩa trong phần bên trong và bề mặt của hành tinh, vì vậy chúng có thể bị bỏ qua bên ngoài hành tinh. Tuy nhiên, sóng có miền vô hạn, trải rộng trên toàn bộ không gian, thường được nghiên cứu trong toán học và là công cụ rất có giá trị để hiểu sóng vật lý trong các miền hữu hạn.