波長も振幅も同じで、向きだけが逆の 2 つの波を重ねます。図の破線がその 2 つ、実線が足し合わせた合成波です。
合成波を目で追ってください。左へも右へも動きません。その場で上下に伸び縮みするだけです。これを定常波といい、ふつうに進んでいく波（進行波）と区別します。
不思議に見えますが、していることは前の講義と同じ足し算です。 のままで、右へ進む波と左へ進む波を足しただけです。新しい規則は 1 つも足していません。
なぜ動かなくなるのか。右へずれていく効果と左へずれていく効果が、どの瞬間も打ち消し合うからです。2 つの山が出会う場所は時間がたっても移らず、その場で高くなったり低くなったりをくり返します。
合成波の上には、まったく動かない点があります。これを節といいます。図の緑の点です。どれだけ時間がたっても、節の変位は 0 のままです。片方の波が山を送っても、もう片方が同じ深さの谷を送ってくるので、和がいつも 0 になります。
反対に、いちばん大きく振れる点もあります。これを腹といいます。図の桃色の点です。腹では山どうし・谷どうしがいつも出会うので、振れ幅はもとの波の 2 倍、つまり になります。
薄い破線は、合成波が届く限界を結んだ線です。合成波はこの内側でしか動けません。節ではこの線が軸と交わり、腹ではいちばん外へふくらみます。定常波の形は、この線を見れば一目で分かります。
大事なのは、節と腹の場所そのものが動かないことです。進行波では山の位置が時々刻々と移りますが、定常波では節も腹もその場から動きません。だから「どこが節か」を先に決めてしまえます。
上の段がもとの波、下の段がそれを 2 つ重ねてできた定常波です。上で測った波長 と、下の節や腹の間隔を見比べてください。
節から次の節までは です。腹から次の腹までも同じ です。となり合う節と腹のあいだは、そのさらに半分で になります。
ここを取り違えると、あとの計算がすべてずれます。定常波の図に見えているふくらみ 1 つは、もとの波の半波長ぶんです。ふくらみの端から端までを波長だと読んでしまうと、本当の波長の半分を答えることになります。
逆に言えば、節の間隔を測ればもとの波長が分かります。定常波の図から を出す問題は、この関係だけで解けます。
定常波を作るのに、波源を 2 つ用意する必要はありません。1 つの波を端で返してやれば、入ってきた波と返った波がひとりでに重なります。向きが逆で、波長も振幅も同じ。定常波ができる条件がそろっています。
上の段が固定端、下の段が自由端です。前の講義のとおり、固定端では返る波の上下がひっくり返り、自由端ではそのまま返ります。
その違いが、端に何ができるかを決めます。固定端では端の変位がいつも 0 でしたから、端は節になります。自由端では端が 2 倍に振れましたから、端は腹になります。端の種類を見ただけで、そこが節か腹かは決まります。
端から数えると、節と腹は ごとに交互に並びます。弦や気柱で決まった高さの音だけが鳴るのは、この並びが端の条件に合う波長しか許さないからです。次の共鳴で、そこを見ます。