Lained on häirete levik keskkonnas, mis kannab energiat ühest kohast teise. Laineid on palju erinevaid, sealhulgas helilained, pinnalained, seismilised lained ning elektromagnet- ja valguslained.
Keskkond võnkub lainete levimissuuna suhtes kahel viisil: põiki ja pikisuunas. Siin on näited mõlemat tüüpi lainetest ja nende taga olevast füüsikast.
Ristlained
Ristlaine liikumine toimub keskkonnas olevate punktide korral võnkuma täisnurga all laine liikumissuunda. Kui laine liigub vasakult paremale, vibreerivad keskkonna osakesed oma kohale üles ja alla.
Ristlaine näited hõlmavad nööril olevaid laineid või palli juures staadioni rahvahulga tekitatud lainet mäng (kus laine liigub staadionil, samal ajal kui üksikud inimesed lihtsalt liiguvad oma mängus üles ja alla istmed).
Elektromagnetlained ehk valguslained on põiki. Nende levimisel võnkuvad elektri- ja magnetväljad liikumise suunaga risti. Elektromagnetlained, erinevalt keskkonda vajavatest mehaanilistest lainetest, võivad levida ruumi vaakumis. Nii saab Maa päikesevalgust ja tähevalgust miljardite valgusaastate kauguselt.
Teine põiklaine näide on trumli membraan löögi ajal; membraan liigub lainete liikumisel üle selle pinna üles ja alla. Kui membraan niimoodi vibreerib, tekitab see õhus levivaid helilaineid, mis on pigem pikisuunalised kui põiksuunalised.
Pikilained
Pikilained, mida nimetatakse ka rõhulained ja survelained, võnkuvad paralleelselt laine liikumise suunaga. Kui laine liigub vasakult paremale, jäetakse ka keskkonna nihe vasakult paremale, kuid võnkudes surudes ja venitades oma kohale.
Kui heli liigub läbi keskkonna, näiteks õhu, põhjustab see rändes õhus kompressioone (suurenenud tihedusega piirkondi) ja haruldusi (vähenenud tihedusega piirkondi). Erinevat tüüpi helidel on erinev kokkusurumise ja harvendamise muster.
Pikilainete näited hõlmavad helilaineid või neid laineid, mida saate luua, sirutades põrandat mööda ja lükates või tõmmates seda kogu pikkuses. Näete neid laineid ka vees ja muudes vedelikes või maal - kuid nendel näidetel võib olla ka põiki laineid.
Vee lained ja maavärinad
Vesi ja maa on meediumid, mis kogevad mõlemad põiki ja pikilained. Maavärinatel on mõlemat tüüpi laineid, samas kui veelainetel on spetsiaalne rist- ja pikisuunaline kombinatsioon, mida nimetatakse pinnalaineteks.
Seismoloogias, maavärinate uurimisel, on kahte tüüpi lainet: p-lained ja s-lained. P-lained ehk primaarsed lained on pikisuunalised, kus maa kokku surub ja venib lainete leviku suunas.
S-lained ehk sekundaarsed lained on põiksuunalised, kus maa liigub laine liikudes üles ja alla. Esmased lained on kiiremad kui sekundaarsed lained ja nii avastatakse maavärinas sageli esimesed.
Vees ja muudes vedelikes on lained keerulisemad. Pinnal olevad veeosakesed liiguvad laine möödudes - põiki liikudes - üles ja alla, kuid need kogevad ka kokkupressimist laine ülaosas ja haruldust allosas - pikisuunaliselt liikumine. Tegelikult, kui järgite pinnal ühte veeosakest, kui lained sellest mööda lainetavad, näete seda tegelikult ringikujuliselt liikumas! Neid nimetatakse pinnalaineteks.
Pinnast eemal on kõik vedelikus olevad lained pikisuunalised, kuna puistevedelikud ei ole energia risti ülekandmiseks piisavalt jäigad. Kuivained võivad aga põiklaineid vastu pidada.
