縦波の場合,位置 の変位が
であれば,この点は
の位置に移動していることになる。
同様に,その近くの の点の変位は
であるから,この点は
の位置に移動している。
この2つの位置の差は,
となる。
この部分は,本来 の長さであったから,この部分の伸びは,
となる。(これが負なら縮みを表す。)
伸びと元の長さの比をひずみというが,今の場合,ひずみは, となる。
のときは,その部分は伸びでおり,
のときは,縮んでいる。
さて,変位後の2点が元の並びと入れ替わることはない。
のとき,この条件は,
となる。すなわち,
でなくてはならない。 のときも同じ条件になる。これは,縮みには限度があることと対応している。
これは,ばねの場合,いくら縮めてもばねの長さは正であり,負にはなれないことに対応している。
正弦波 の場合,
であるから, より,
すなわち,
となり,縦波の場合には,振幅と波長の間にはこの制限が付く。