Fale stojące mogą powstawać w obszarach ograniczonych. Wtedy fala biegnąca w jednym kierunku nakłada się na falę odbitą od granicy obszaru i biegnącą w kierunku przeciwnym. W wyniku interferencji takich fal powstaje fala stojąca. Różne cząsteczki ośrodka, w którym obecna jest fala stojąca wykonują drgania o różnych amplitudach, ale o tej samej częstości.
Równanie fali stojącej ma postać:
Falę stojącą charakteryzują następujące pojęcia:
- węzeł fali stojącej to miejsce, w którym cząsteczka ośrodka nie wykonuje drgań,
- strzałka fali stojącej to miejsce, w którym cząsteczka ośrodka wykonuje drgania z maksymalną amplitudą.
Przykład:
Fala stojąca powstanie wtedy, gdy najpierw wygniemy, a potem puścimy swobodnie strunę gitarową. Ponieważ końce struny są zamocowane, to muszą powstać w nich węzły fali stojącej. Pomiędzy zamocowanymi końcami struny o długości l musi zmieścić się całkowita ilość połówek długości fali.
Korzystając z tego, że λ = v/f, możemy wyprowadzić wzór na częstotliwości fal, jakie mogą powstać na tej strunie: f=n/2lv.
Gdy n = 1, to f=v/2l.
Tę częstotliwość nazywamy częstotliwością podstawową. Możemy więc powiedzieć, że częstotliwość fali, jaka może powstać na strunie, jest całkowitą wielokrotnością częstotliwości podstawowej.