คลื่น (wave) เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากการรบกวนตัวกลาง พลังงานจากการรบกวน    จะถูกถ่ายโอนให้กับอนุภาคตัวกลางอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดคลื่นกลแผ่ออกไป โดยอนุภาคตัวกลางไม่ได้เคลื่อนที่ไปกับคลื่น แต่มีการสั่นรอบตำแหน่งสมดุล ถ้าแอมพลิจูดของการสั่นคงตัว อนุภาคตัวกลางจะมีการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย ซึ่งพบว่าการแกว่งของตุ้มนาฬิกาเมื่อมุมเล็ก ๆ      ( ) คาบและความถี่ของการแกว่งขึ้นอยู่กับความยาวเชือกหรือความยาวแขน จะได้สมการ  

ความถี่ของการแกว่งของลูกตุ้มอย่างง่าย (f) คือส่วนกลับของคาบซึ่งเขียนได้ดังสมการ

จากสมการ (2) แสดงว่าสำหรับความยาวของเชือกหรือความยาวของแขนที่ติดลูกตุ้ม ค่าหนึ่งจะมีความถี่เฉพาะค่าหนึ่ง เรียกว่า ความถี่ธรรมชาติ (natural frequency) ซึ่งขึ้นกับความยาวของเชือกหรือแขนที่ติดลูกตุ้ม