El estudio de las ondas se centra muy a menudo en un caso práctico conocido como ondas planas. Las ondas planas no existen realmente ya que todas las ondas deben partir de un foco emisor y, por lo tanto, sus frentes de onda tienen que mostrar convergencia hacia un punto. Para ondas planas, el foco emisor se encontraría en el infinito.
Si las ondas fueran generadas por un foco puntual, los frentes de onda serían superficies esféricas. Pero en realidad los focos emisores tienen una forma dada y ocupan un espacio, como ocurre con una antena emisora de radio, por ejemplo, y entonces la forma de los frentes de onda se puede complicar bastante.
Sin embargo, a grandes distancias, es más que aceptable asemejar el foco emisor a un punto, y aproximar las ondas esféricas a ondas planas, ya que si comparamos las superficies concéntricas de esferas muy grandes en una escala muy pequeña respecto a su radio, éstas parecen planos paralelos.
En esta aproximación, las ondas pueden ser descritas por una ecuación que solamente dependerá de una variable espacial y el tiempo. De lo contrario, la posición en la ecuación de onda debería ser tratada con un vector r = (x, y, z). De igual manera, fuera de la aproximación de ondas planas, el número de ondas k, se tendrá que tratar como un vector de componentes k = (kx,ky,kz).
En el vídeo de abajo podemos ver los frentes de onda de ondas planas generadas en este caso con una cubeta de ondas, sin necesidad de recurrir, por lo tanto, a la aproximación mencionada anteriormente.
