grandeur

amplitude

L'étendue maximale d'une vibration ou d'une oscillation, mesurée à partir de sa position d'équilibre.
6 formules

Description

L'amplitude est le déplacement maximal d'une onde ou d'une oscillation par rapport à sa position d'équilibre. Pour une onde sonore, l'amplitude correspond à l'intensité sonore ; pour une onde lumineuse, elle est liée à la luminosité ; pour une onde sismique, elle détermine la force des secousses. L'amplitude est une mesure fondamentale de l'énergie transportée par une onde, car l'énergie est proportionnelle au carré de l'amplitude.

Histoire

Le concept d'amplitude est utilisé depuis l'Antiquité pour décrire la taille des vibrations, mais il a été formalisé au XVIIe siècle par Galilée, puis par Isaac Newton dans leurs études des pendules et des ondes. Au XXe siècle, la mécanique quantique a étendu cette idée aux amplitudes de probabilité.

Comment ça marche

Dans une onde mécanique, comme une corde vibrante ou une onde à la surface de l'eau, l'amplitude est la distance entre la position de repos et la crête ou le creux. En mécanique quantique, l'amplitude d'une fonction d'onde est liée à la probabilité de trouver une particule dans un état donné. Des amplitudes plus grandes signifient plus d'énergie et des effets plus marqués, que ce soit un son plus fort ou un signal plus intense dans un détecteur.

En pratique

L'amplitude est utilisée dans de nombreux domaines : en ingénierie audio pour régler les niveaux de volume, en sismologie pour mesurer la magnitude des tremblements de terre, et dans les détecteurs d'ondes gravitationnelles pour quantifier les infimes ondulations de l'espace-temps.

Anecdote

En astronomie des ondes gravitationnelles, l'amplitude d'une onde provenant de la fusion d'une paire de trous noirs est si faible qu'elle étire la Terre entière de moins que la largeur d'un proton.

Concept graph →

Formules

$$\psi(t) = A e^{-\omega_I t} \cos(\omega_R t - \phi)$$
A damped oscillation describes the decay of quasinormal modes.
Ce qu'il y a dans la formule
ψvariableperturbation amplitude — fonction d'onde
Avariableinitial amplitude — amplitude
ω_Ivariableimaginary part of frequency (decay rate) — taux de désintégration per second
ω_Rvariablereal part of frequency (oscillation frequency) — fréquence angulaire per second
φvariablephase offset — phase
$$F(x) = F_0 e^{-\alpha x}$$
Exponential decay describes decrease proportional to current value.
Ce qu'il y a dans la formule
Fvariablevalue of the decaying quantity at position x — amplitude varies
F_0variableinitial value at x = 0 — amplitude varies
xvariableindependent variable (position, time, etc.) — position metre
αvariabledecay constant (rate of decay per unit x) — constante de désintégration per metre
$$P(k) = P_0(k) \left[1 + A \exp\left(-\frac{(\log k - \log k_0)^2}{\sigma^2}\right)\right]$$
A Gaussian-shaped enhancement in power spectrum.
Ce qu'il y a dans la formule
P(k)variablePerturbed power spectrum — spectre de puissance cubic metre
P_0(k)variableBackground power spectrum — spectre de puissance cubic metre
AvariableAmplitude of the bump — amplitude
kvariableWavenumber — nombre d'onde per metre
k_0variableCentral wavenumber of the bump — nombre d'onde per metre
σvariableWidth of the bump in log-k — width
expopérateurExponential function — exponential
logopérateurNatural logarithm — logarithme
$$\omega = \sqrt{k/m}, \quad A = \sqrt{2E/k}$$
Frequency and amplitude of a harmonic oscillator depend on mass and stiffness.
Ce qu'il y a dans la formule
ωvariableangular frequency — fréquence angulaire radian per second
kvariablespring constant — spring constant newton per metre
mvariablemass — masse kilogram
Avariableamplitude — amplitude metre
Evariabletotal energy — énergie joule
√opérateursquare root operation — racine carrée
$$\mathbf{A} = \frac{\Delta}{\sqrt{2}} (\mathbf{e}_x + i \mathbf{e}_y)$$
Normalized vector representing right-hand circular polarization.
Ce qu'il y a dans la formule
AvariablePolarization vector — polarization vector
ΔvariableAmplitude of the field — amplitude volt per metre
e_xvariableUnit vector along x-axis — vecteur unitaire
e_yvariableUnit vector along y-axis — vecteur unitaire
iopérateurComplex number with square -1 — unité imaginaire
$$k(x, x') = \sigma^2 \exp\left(-\frac{(x-x')^2}{2\ell^2}\right)$$
Gaussian covariance function for smoothness in Gaussian processes.
Ce qu'il y a dans la formule
xvariableinput point — input variable
x'variableanother input point — input variable
σvariablesignal amplitude — amplitude
ℓvariablelength scale — length scale
expopérateurraises e to the given power — fonction exponentielle

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