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。
- 对于电磁波或引力波，介质并不是必要的，传播的扰动不是介质的移动而是场——前者电磁波是电磁场在空间中以波的形式移动，引力波是时空弯曲在空间中以波的形式移动。
- 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）。
- 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。
- 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。
- 电磁波的有关物理量是电场或磁场，而这些都是矢量。
- 实际存在的波则不是单频的，如果媒质对这个波又是色散的，那么，传播中的波，由于各不同频率的成分运动快慢不一致，会出现“扩散”。
但假若这个波是由一群频率差别不大的简谐波组成，这时在相当长的传播途程中总的波仍将维持为一个整体，以一个固定的速度运行。 波lee6 这个特殊的波群称波包，这个速度称为群速度。 与相速度不同，群速度的值比波包的中心相速度要小，二者的差同中心相速度随波长而变化的平均率成正比。 群速度是波包的能量传播速率，也是波包所表达信号的传播速率。 波函数所表示的物理量（或其扰动）可以是标量，也可以是矢量，所以F可以是矢量。
波lee6: 波导场分布举例
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。 波导（WAVEGUIDE），是用来定向引导电磁波的结构。 在电磁学和通信工程中，波导这个词可以指在它的端点间传递电磁波的任何线性结构，最初和最常见的意思是指用来传输无线电波的空心金属管。 因此，波又有粒子性，在碰撞时遵守能量和动量守恒定律。 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。
波lee6: 波导
不同种类的波在不同条件下的传播，在细节上是千变万化的，但在大的方面也常有类似之处。 波lee6 其中，日常生活中经常接触到的电磁波和（空气中）声波尤其近似，若干问题的数学处理也是互通或互相启发的。 实际上在19世纪，曾经有一段时期把光看作以太的弹性波。 一束光射入像方解石那样的单轴晶体时，会分裂成两束光，其中一束遵守普通的折射定律，称寻常光，另一束则不遵守，称非寻常光。 寻常光和非寻常光的偏振面是互相垂直的。
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。 2、微波是指频率为300MHz~300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1毫米~1米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波的统称。 微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。 微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。 对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。 对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。
波lee6: 微波与无线电波的区别
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。 波lee6 在无线通信领域，由于有基带，中频，射频，微波的划分，射频通常指几百MHz到几个GHz之间的信号，一…
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。 对于矩形波导的特殊情况，可以立足于这种观点的精确分析。 在介质波导中的传播也可以同样的方式看待，波被电介质表面的全内反射限制在电介质的内部。
波lee6: 波导基本特征
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 进入第二媒质时也将折射出两个波（图4）。 两种反射波的反射角和两种折射波的折射角都有一定的规律。 物质波既不是机械波，也不是经典电动力学意义上的电磁波（机械波是周期性的振动在媒质内的传播，电磁波是周期变化的电磁场的传播）。 在德布罗意提出物质波以后，人们曾经对它提出过各种各样的解释．
波的衰减也有起源于宏观的原因的，例如，声波在粘滞流体中衰减的部分原因是摩擦生热（见声吸收）。 因此，受扰动物理量u既是时间t，又是空间位置r的周期函数，函数u（t，r）称为波函数或波动表示式，是定量描述波动过程的数学表达式。 广义地说，凡是描述运动状态的函数具有时间周期性和空间周期性特征的都可称为波，如引力波，微观粒子的概率波（见波粒二象性）等。 按性质来分：主要有四种――机械波、电磁波、引力波、物质波。 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。
波lee6: 波导基本信息
在深水内部则有内重力波，出现在海洋内有密度分层的区域。 不只在海洋里，在大气层里，也可以出现内重力波。 声波中传播的是空气中压强、密度等物理量的扰动，扰动指对无声波时原有值的偏离。
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。 关于这种相互作用，可以提到一个相当普遍存在的规律，叫弛豫现象。 弛豫是指两个态的平衡需要有限的时间，而不是在一瞬间来完成。
波lee6: 波导基本特征
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。 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。 特征阻抗Z在幅值上反映波导横向电场与横向磁场之比。 当不同波导连接时，特征阻抗越接近，连接处的反射越小。 波导的特征阻抗是量度连接处对电磁能反射大小的一个很有用的参量。
按照玻恩的解释，物质波乃是一种几率波． 德布罗意波的统计解释粒子在某处邻近出现的概率与该处波的强度成正比。 水面波把水面的上下振动传给波阵面前方原来是静止的水面，这意味着波带有动能和势能。
波lee6: 波导场分布举例
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。
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。 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。
波lee6: 波导基本信息
一个波的相干性实际上是这个波能够到什么精确程度用简谐波来代表的描述。 要定量地描述相干性（严格讲是相干程度），需要用统计观点，用两点上不同时刻间扰动的时间平均。 可以在一定程度上把相干性分成两个部分：一个是空间相干性，起因于光源占据有限空间；一个是时间相干性，起因于辐射波的有限频宽。 两列振幅和频率都相同，而传播方向相反的同类波叠加起来就形成驻波。 常用的建立方法是让一列入射波受到媒质边界的反射，以产生满足条件的反向波，让二者叠加形成驻波。 例如，简谐波在驻波腔（图5）内来回反射，驻波腔的长度是半波长的整数倍，腔端每个界面在反射时产生π相位差。
波lee6: 波导
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。 此外它还导出了一个重要的概念，即频率的分立。
波lee6: 微波与无线电波的区别
波的传播总伴随着能量的传输，机械波传输机械能，电磁波传输电磁能。 单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的能量称为波的能流密度，常用来描述波的强度，能流密度与振幅的平方成正比。 一般情况下必须区分波的相位传播方向和能量传播方向。 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。 对各向同性介质，波的法线方向与能量传递方向合二为一，相速度和能量传播速度也相同。 对各向异性介质，波的法线方向与能量传播方向一般不重合，相速度与能量传播速度也不相等。
波lee6: 波导基本特征
一个简单的例子是海洋中的水，由于温度、盐度、随深度而增长的压强等因素，海水带是分层的。 声波的传播速度是这些因素的函数，因此随层而异，其结果是声波的传播途径远不是直线。 有可能在声源前方海洋中出现没有声波的区域。 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。 当波在传播中遇到一个实物，这时不仅出现单纯的反射和折射，还将出现其他分布复杂的波，包括衍射波。
波lee6: 波导基本信息
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。 波lee6 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。 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。
电磁波的有关物理量是电场或磁场，而这些都是矢量。 波lee6 波的这个物理量如果同波的传播方向（波矢）是平行的，波称为纵波，如流体中的声波；如果是垂直的，波称为横波，如光波。 波lee6 有时相应物理量既有平行于传播方向的成分，也有垂直的成分，如波导内电磁波的电场或磁场。
波lee6: 波导
对于电磁波或引力波，介质并不是必要的，传播的扰动不是介质的移动而是场——前者电磁波是电磁场在空间中以波的形式移动，引力波是时空弯曲在空间中以波的形式移动。 量子力学认为，任何物质既有粒子性，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（也称德布罗意波），如电子波、中子波等。 电磁波在波导中的传播受到波导内壁的限制和反射。 波导管内不能传输TEM波，电磁波在波导中的传播存在着严重的色散现象。 波导中可能存在无限多种电磁场的结构或分布，每一种电磁场的分布称为一种波型（模式），每一种波型都有对应的截止波长和不同的相速。 横截面均匀的空心波导称为均匀波导，均匀波导中电磁波的波型可分为电波（TE模）和磁波（TM 模）两大类。
