波前

波前是一個曲面，它把一道波中處於循環同一階段的所有點連接起來——比如全都處在波峰，或全都處在波谷。對池塘上擴散的漣漪而言，波前就是那一圈圈向外擴張的圓；對來自遙遠恆星的光而言，它們則近乎平直的薄片。畫出波前，是描繪一道波形狀如何、朝哪個方向行進的一種簡潔辦法，因為行進的方向總是與波前成直角。

波前使波的行為易於想象。當一道波穿過一個窄口，波前會繞著邊緣捲曲並鋪展開來，這就是繞射。當兩組波前彼此交疊，波峰線與波峰線相交之處，正是波最強之處，勾勒出干涉圖樣裡的亮紋。光學中的許多內容，單憑勾畫波前如何彎折、鋪展與交疊，便能推想出來。

在量子力學中，同一幅圖景適用於粒子的波函數：等相位的曲面就是物質波的波前，它們也會傳播、繞過障礙物彎折、並發生干涉，正如光的波前一般。以波前來思考，是一座有益的橋樑，讓人看清：一個以波來描述的粒子，為何能穿過縫隙發生繞射、或建起干涉圖樣——儘管它最終將在單一一點上被探測到。