La vitesse d’une onde traversant un milieu dépend des propriétés du milieu lui-même, telles que sa densité, son élasticité et sa température. La relation entre la vitesse d'une onde, notée v, et ces propriétés est souvent exprimée par une formule connue sous le nom d'équation d'onde.

Par exemple, dans le cas d’une onde mécanique telle qu’une onde sonore se propageant dans l’air, la vitesse du son v peut être calculée à l’aide de l’équation suivante :

v =√(E/ρ)

où E représente le module d'élasticité ou module d'Young de l'air et ρ désigne sa densité. Le module d'élasticité mesure la rigidité ou la résistance à la déformation du matériau, tandis que la densité reflète sa masse par unité de volume.

Pour les ondes sonores dans l’air à température ambiante, les valeurs approximatives de E et ρ sont :

E ≈ 1,42 × 10^5 Pa (pascal)

ρ ≈ 1,29 kg/m³ (kilogrammes par mètre cube)

En insérant ces valeurs dans l’équation, nous trouvons :

v ≈ √[(1,42 × 10^5 Pa)/(1,29 kg/m³)] ≈ 343 m/s

Par conséquent, la vitesse du son dans l’air à température ambiante est d’environ 343 mètres par seconde.

De même, la vitesse d’autres types d’ondes, telles que les ondes aquatiques, les ondes électromagnétiques (y compris les ondes lumineuses et radio) et les ondes sismiques, peut être déterminée en fonction des propriétés de leurs milieux respectifs. Chaque milieu a sa propre vitesse d’onde caractéristique qui dépend de ses propriétés physiques et des équations qui la régissent.