Długość fali a amplituda
Długość fali i amplituda to dwie właściwości fal i wibracji. Długość fali jest właściwością fali, ale amplituda jest zarówno właściwością fali, jak i oscylacji. Koncepcje długości fali i amplitudy są szeroko stosowane w dziedzinach takich jak fale i wibracje, komunikacja, światło i inne promieniowanie elektromagnetyczne oraz w różnych innych dziedzinach. W tym artykule omówimy, czym są długość fali i amplituda, ich definicje, podobieństwa między tymi dwoma, ich zastosowania i wreszcie różnica między długością fali a amplitudą.
Amplituda
Amplituda jest bardzo ważną właściwością ruchu okresowego. Aby zrozumieć pojęcie amplitudy, należy zrozumieć właściwości ruchów harmonicznych. Prosty ruch harmoniczny to ruch taki, że zależność między przemieszczeniem a prędkością przyjmuje postać a=-ω2x, gdzie „a” jest przyspieszeniem, a „x” jest przemieszczenie. Przyspieszenie i przemieszczenie są antyrównoległe. Oznacza to, że siła wypadkowa działająca na obiekt jest również zgodna z kierunkiem przyspieszenia. Ta zależność opisuje ruch, w którym obiekt oscyluje wokół punktu centralnego. Można zauważyć, że gdy przemieszczenie wynosi zero, siła wypadkowa działająca na obiekt również wynosi zero. To jest punkt równowagi oscylacji. Maksymalne przemieszczenie obiektu od punktu równowagi jest znane jako amplituda oscylacji. Amplituda oscylacji prostej harmonicznej ściśle zależy od całkowitej energii mechanicznej układu. Dla prostego układu sprężyna – masa, jeśli całkowita energia wewnętrzna jest równa E, amplituda wynosi 2E/k, gdzie k jest stałą sprężyny. Przy amplitudzie prędkość chwilowa wynosi zero, a tym samym energia kinetyczna również wynosi zero. Całkowita energia systemu jest w postaci energii potencjalnej. W punkcie równowagi energia potencjalna wynosi zero.
Długość fali
Długość fali to pojęcie omawiane pod falami. Długość fali to długość, na której kształt fali zaczyna się powtarzać. Można to również zdefiniować za pomocą równania falowego. Dla równania falowego zależnego od czasu ψ(x, t), w danym czasie, jeśli ψ(x, t) jest równe dla dwóch wartości x i nie ma punktów między dwoma punktami o tej samej wartości ψ, różnica x wartości są znane jako długość fali. Zależność między długością fali, częstotliwością i prędkością fali wyraża się wzorem v=f λ, gdzie f jest częstotliwością fali, a λ jest długością fali. Dla danej fali, ponieważ prędkość fali jest stała, długość fali staje się odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości.
Jaka jest różnica między długością fali a amplitudą?
• Długość fali to właściwość zdefiniowana tylko dla fal, ale amplituda jest zdefiniowana jako wibracje lub oscylacje.
• Długość fali jest właściwością związaną z prędkością i częstotliwością fali, natomiast amplituda jest właściwością zależną od całkowitej energii oscylacji.
