อากาศร้อน ๆ หลายคนคงนึกถึงการเที่ยวพักผ่อน ฟังเสียงน้ำทะเลซัดชายหาด เป็นเสียงซู่ ๆ ซึ่งแตกต่างจากการไหลของแม่น้ำ เพราะว่าลักษณะของคลื่นเป็นเพียงการถ่ายโอนพลังงานผ่านตัวกลาง โดยที่ตัวกลางมีการเคลื่อนที่กลับที่เดิม หรือการสั่น ส่วนการไหลของแม่น้ำพลังงานจะเคลื่อนที่ตามมวลของน้ำหรือตัวกลาง ดังนั้นเราจะสามารถพิจารณาการส่งต่อพลังงานโดยคลื่น ที่ไม่ได้มีเพียงแค่คลื่นน้ำในทะเลเพียงอย่างเดียว แต่ยังมีคลื่นชนิดต่าง ๆ หลากลายประเภท ทั้งคลื่นแสง คลื่นเสียง คลื่นความร้อน ซึ่งการส่งผ่านพลังงานต่าง ๆ เหล่านี้จะจัดเป็นคลื่นหรือไม่ เราจะต้องพิจารณาจากสมบัติของคลื่น 4 ข้อ คือ

1. การสะท้อน (Reflection)

คือ การที่คลื่นตกกระทบกับวัตถุ แล้วคลื่นนั้นเปลี่ยนทิศทางในการเดินทาง โดยส่วนของคลื่นที่ไม่ทะลุเข้าไปในเนื้อของวัสดุ จะเรียกปรากฏการณ์นี้ว่าการสะท้อนของคลื่น ดังที่พบได้ในชีวิตจริง คือ การมองเห็นวัตถุเนื่องจากแสงซึ่งเป็นคลื่นชนิดหนึ่ง ตกกระทบวัตถุแล้วสะท้อนเข้าสู่ตา ทำให้เราสามารถมองเห็นวัตถุนั้น ๆ ได้ หรือในกรณีที่ตะโกนใส่กำแพงแล้วได้ยินเสียงก้องกลับมา หรือที่สังเกตเห็นได้โดยง่ายก็คือ คลื่นน้ำที่กระทบกำแพงแล้วมีคลื่นบางส่วนเคลื่อนที่กลับออกมา เรียกว่าการสะท้อน โดยมีหลักการของการสะท้อนคือ แนวของการสะท้อนจะทำมุมเท่ากับแนวของมุมที่ตกกระทบ เมื่อวัดจากเส้นตั้งฉากของผิวสัมผัส

2. การหักเห (Refraction)

คือ การที่คลื่นกระทบกับตัวกลางที่มีสมบัติแตกต่างกัน ทำให้ความเร็วในการเดินทางของคลื่นนั้นเปลี่ยนแปลงไป เช่น การเดินทางของคลื่นน้ำจากน้ำตื้นไปสู่น้ำลึก หรือการเดินทางของคลื่นแสงจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากไปสู่ตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อย ดังจะเห็นได้จากปรากฏการณ์ที่เรานำหลอดตรงปักในแก้วน้ำที่ใส่น้ำไว้ จะสังเกตเห็นว่าหลอดที่ปักลงไปนั้นหัก แต่ความจริงแล้วหลอดยังคงตรงเนื่องจากแสงมีการหักเหทำให้สายตาของเรามองว่าหลอดนั้นหัก

 
จากหลักของการหักเหที่กล่าวว่าคลื่นจะเดินทางเป็นมุมหักเหในตัวกลางที่มีความหนาแน่นแตกต่างกัน จะพบว่ามุมในการเดินทางในตัวกลางที่มีความหนาแน่นต่ำจะกางมากกว่ามุมที่เกิดจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากกว่า เมื่อวัดจากเส้นตั้งฉากกับรอยต่อของตัวกลางทั้งสอง เช่น การเดินทางของคลื่นแสงในอากาศสู่น้ำ อากาศมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ ดังนั้น แนวการเดินทางของคลื่นแสงจะทำมุมกับน้ำน้อยกว่าอากาศ นั่นคือ คลื่นแสงจะหักเหเข้าหาเส้นตั้งฉาก

3. การเลี้ยวเบน (Diffraction)

คือ การที่คลื่นกระทบสิ่งกีดขวางแล้วมีการเปลี่ยนทิศทางในการเคลื่อนที่ออกไป ดังจะสังเกตได้จากเหตุการณ์ที่มีคนส่งเสียงอยู่ด้านหนึ่งของกำแพง แต่ผู้ฟังที่อยู่คนละด้านได้ยินเสียง นั้นเป็นเพราะคลื่นเสียงมีการเลี้ยวเบนจากแหล่งกำเนิด มาสู่ผู้ฟัง ทำให้ได้ยินเสียงแม้จะมีสิ่งกีดขวางอยู่

โดยหลักของการเลี้ยวเบน คือ ทุก ๆ หน้าคลื่นหมายถึงแหล่งกำเนิดใหม่ของคลื่นนั้น และในแหล่งกำเนิดนั้นคลื่นจะมีลักษณะเป็นวงกลม ดังนั้น เมื่อคลื่นเดินทางผ่านช่องแคบ ๆ จะทำให้แหล่งกำเนิดคลื่นมีเพียงแหล่งเดียว คือคลื่นที่ผ่านช่องแคบนั้นมาได้ และคลื่นที่ผ่านช่องแคบมาจะทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดคลื่นใหม่ ซึ่งมีหน้าคลื่นเป็นรูปครึ่งวงกลม ดังนั้นทิศทางของการเคลื่อนที่ของแนวคลื่นจึงเปลี่ยนไป ดังภาพ

4. การแทรกสอด (Interference)

คือ การที่คลื่นตั้งแต่สองแหล่งขึ้นไป จะเดินทางมาพบกันและแทรกสอดกันในรูปแบบที่หักล้างและส่งเสริมกัน อาจสังเกตได้จากปรากฏการณ์ของคลื่นน้ำ จากสองแหล่งกำเนิดซึ่งเดินทางมากระทบกัน โดยเมื่อสันคลื่นพบกับท้องคลื่นจะเกิดการหักล้าง เมื่อสันคลื่นพบกับสันคลื่น หรือท้องคลื่นพบกับท้องคลื่นจะเกิดการเสริมกัน เกิดเป็นแนวของการแทรกสอดและหักล้างอย่างเป็นระเบียบ

เราอาจทดลองอย่างง่ายเกี่ยวกับการแทรกสอดนี้จากการสังเกตการตั้งลำโพงสองฝั่งของเวทีการแสดง แล้วเปิดเสียงให้ดังพอได้ยิน บางจุดจะได้ยินเสียงดัง และบางจุดจะได้ยินเสียงเบา ทั้งที่ห่างจากลำโพงทั้งสองในระยะที่ไม่แตกต่างกันมาก และจะสังเกตได้ชัดเจนขึ้นจากการทดลองในห้องมืด ที่มีการฉายแสงเลเซอร์ผ่านช่องสลิดคู่ เพื่อสังเกตการแทรกสอด

ด้วยสมบัติทั้ง 4 ข้อ นี้ ทำให้เราสามารถบอกได้ว่าการถ่ายทอดพลังงานในรูปแบบต่าง ๆ นั้นเป็นคลื่นหรือไม่ สามารถพิจารณาจากสมบัติที่กล่าวมา จึงพบว่านอกจากคลื่นน้ำแล้วยังมีคลื่นชนิดต่าง ๆ อีกหลายหลายรูปแบบ เช่น คลื่นแสง คลื่นเสียง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นต้น