Z zasady superpozycji fal wynika, że kiedy w przestrzeni rozchodzi się kilka fal, to wywoływane przez nie zaburzenia ośrodka dodają się. Kiedy mamy do czynienia z dwoma falami o tych samych amplitudach, ale rozchodzących się w przeciwnych kierunkach, to w rezultacie ich nakładania się powstaje fala zwana falą stojącą.  Fale tego typu powstają gdy rozchodząca się w przestrzeni fala natrafia na przeszkodę i odbija się od niej.

Zapiszmy równania dwóch fal sinusoidalnych rozchodzących się w przeciwnych kierunkach

Fale będącą ich superpozycją zapisujemy w postaci

Pamiętamy z trygonometrii, że . Korzystając z tej tożsamości możemy zapisać wzór (9.3.2) inaczej 

Jest to właśnie równanie fali stojącej. Zauważmy, że zaburzenia punktu o współrzędnej x zmieniać się będą w czasie z częstością (co dane jest czynnikiem ), ale amplituda tych zmian zależna jest od samego położenia punktu x, (co dane jest przez wartość bezwzględną czynnika). Największe wartości amplitudy, równe 2y₀, wystąpią w punktach, dla których

Punkty, w których spełniony jest warunek określony wzorem (9.3.4) nazywamy strzałkami.

Kiedy zaś

amplituda staje się równa zeru. Punkty te nazywamy węzłami. Widzimy, że zarówno strzałki jak i węzły powtarzają się dla wartości różniących się o . Pamiętając, że , wzór (9.1.6), widzimy, że odległość pomiędzy sąsiednimi strzałkami i węzłami równa jest połowie długości fali, , a odległość pomiędzy strzałką i węzłem jest dwa razy mniejsza, wynosi więc .