Amplitude

Lassen Sie uns über die Wellenamplitude sprechen. Amplitude ist ein Wort, das die Stärke der mit einer Welle verbundenen Störung beschreibt. Je größer die Amplitude, desto stärker ist die Welle, die Störung. Die Amplitude ist die maximale Auslenkung aus dem Gleichgewicht. Denken Sie daran, dass sich das Gleichgewicht dort befindet, wo das Medium wäre, wenn es nicht gestört wäre. Wenn also eine Welle durch das Medium läuft, muss es gestört sein, das heißt, die Amplitude kann nicht Null sein.
Richtig? Schauen wir uns also eine periodische Standardwelle an. Wir haben eine Amplitude hier, eine Amplitude hier, eine Amplitude hier, eine Amplitude hier. Man kann sie entweder oben oder unten messen. Normalerweise ist sie eine positive Zahl, aber dein Lehrer könnte dich bitten, etwas anderes zu tun. Meistens ist sie jedoch positiv.
Wenn du Zahlen bekommst, sagen wir zum Beispiel, ich wüsste die Zahl, die mit der Stelle verbunden ist, an der das Medium hier ist, sagen wir, sie ist 5 und sagen wir, diese hier unten ist -1. Nun, dann ist die Amplitude die obere 5 minus die untere -1. Das ergibt 5 minus -1 ist 6 geteilt durch 2. Das ergibt 3 für die Amplitude. Beachte, dass wir durch 2 dividieren müssen. Die Amplitude ist nicht die Gesamtdistanz von oben nach unten, sondern etwa die Hälfte davon. Ist das in Ordnung? Gut.
Lassen Sie uns nun über einige der anderen Eigenschaften der Amplitude sprechen. Die Amplitude ist im Wesentlichen unabhängig von allem anderen, was wir zur Charakterisierung der Welle verwenden. Wellenlänge, Geschwindigkeit, Frequenz, Periode – all diese Dinge sind unabhängig von der Amplitude. Solange die Amplitude nicht zu groß ist, können wir nicht zu viel verlangen, aber niemand wird von Ihnen verlangen, dass Sie sich mit riesigen Amplituden beschäftigen. Nun gut, Schockwellen und dergleichen, da gibt es andere Dinge. Aber was Wellen mit kleinen Amplituden angeht, so sind all diese Dinge unabhängig von der Amplitude. Das heißt aber nicht, dass sie keine Eigenschaften hat, dass sie überhaupt nicht wichtig ist. Größere Amplituden bedeuten, dass die Welle stärker ist, und das bedeutet, dass sie mehr Energie transportiert. In der Tat, sie trägt sehr viel mehr Energie. Es stellt sich heraus, dass die Energie einer Welle proportional zum Quadrat der Amplitude ist, das bedeutet dieses Symbol.
Was bedeutet das also? Nun, das bedeutet, wenn ich die Amplitude verdopple, bekomme ich viermal so viel Energie. Denn 2 zum Quadrat ist 4. Und wenn ich die Amplitude verdreifache? Nun, dann erhalte ich 9-mal so viel Energie. Wir müssen also sehr vorsichtig sein, denn man verdreifacht nicht nur die Amplitude, man verdreifacht auch die Energie. Wenn man die Amplitude verdreifacht, multipliziert man die Energie mit 9, weil das quadratisch ist.
Und das ist die Amplitude.