величина

амплитуда

Максимальная величина вибрации или колебания, измеряемая от положения равновесия.
6 формул

Описание

Амплитуда — это максимальное смещение волны или колебания от положения равновесия. Для звуковой волны амплитуда соответствует громкости; для световой волны она связана с яркостью; для сейсмической волны она определяет силу сотрясения. Амплитуда является фундаментальной мерой энергии, переносимой волной, поскольку энергия пропорциональна квадрату амплитуды.

История

Понятие амплитуды использовалось с древних времен для описания величины колебаний, но было формализовано в XVII веке Галилео Галилеем, а затем Исааком Ньютоном в их исследованиях маятников и волн. В XX веке квантовая механика расширила это понятие до вероятностных амплитуд.

Как это работает

В механической волне, такой как колеблющаяся струна или водная волна, амплитуда — это расстояние от положения равновесия до гребня или впадины. В квантовой механике амплитуда волновой функции связана с вероятностью обнаружения частицы в данном состоянии. Большие амплитуды означают больше энергии и более выраженные эффекты, будь то более громкий звук или более сильный сигнал в детекторе.

Где применяется

Амплитуда используется повсеместно: от аудиотехники для установки уровней громкости до сейсмологии для измерения магнитуды землетрясений и в детекторах гравитационных волн для количественной оценки крошечных рябей в пространстве-времени.

Любопытный факт

В гравитационно-волновой астрономии амплитуда волны от сливающейся пары черных дыр настолько мала, что она растягивает всю Землю менее чем на ширину протона.

Граф понятий →

Формулы

$$\psi(t) = A e^{-\omega_I t} \cos(\omega_R t - \phi)$$
Затухающее колебание описывает затухание квазинормальных мод.
Что в формуле
ψпеременнаяамплитуда возмущения — волновая функция
Aпеременнаяначальная амплитуда — амплитуда
ω_Iпеременнаямнимая часть частоты (скорость затухания) — скорость распада 1/с
ω_Rпеременнаядействительная часть частоты (частота осцилляций) — угловая частота 1/с
φпеременнаяфазовый сдвиг — фаза
$$F(x) = F_0 e^{-\alpha x}$$
Экспоненциальный спад описывает убывание, пропорциональное текущему значению.
Что в формуле
Fпеременнаязначение затухающей величины в позиции x — амплитуда varies
F_0переменнаяначальное значение при x = 0 — амплитуда varies
xпеременнаянезависимая переменная (позиция, время и т. д.) — положение м
αпеременнаяпостоянная затухания (скорость распада на единицу x) — постоянная распада 1/м
$$P(k) = P_0(k) \left[1 + A \exp\left(-\frac{(\log k - \log k_0)^2}{\sigma^2}\right)\right]$$
Гауссово усиление в спектре мощности.
Что в формуле
P(k)переменнаяВозмущенный спектр мощности — спектр мощности м³
P_0(k)переменнаяФоновый спектр мощности — спектр мощности м³
AпеременнаяАмплитуда пика — амплитуда
kпеременнаяВолновое число — волновое число 1/м
k_0переменнаяЦентральное волновое число пика — волновое число 1/м
σпеременнаяШирина пика в log-k — width
expоператорЭкспоненциальная функция — exponential
logоператорНатуральный логарифм — логарифм
$$\omega = \sqrt{k/m}, \quad A = \sqrt{2E/k}$$
Частота и амплитуда гармонического осциллятора зависят от массы и жёсткости.
Что в формуле
ωпеременнаяугловая частота — угловая частота рад/с
kпеременнаяжёсткость пружины — spring constant Н/м
mпеременнаямасса — масса кг
Aпеременнаяамплитуда — амплитуда м
Eпеременнаяполная энергия — энергия Дж
√оператороперация извлечения квадратного корня — квадратный корень
$$\mathbf{A} = \frac{\Delta}{\sqrt{2}} (\mathbf{e}_x + i \mathbf{e}_y)$$
Нормированный вектор, представляющий правую круговую поляризацию.
Что в формуле
AпеременнаяВектор поляризации — polarization vector
ΔпеременнаяАмплитуда поля — амплитуда В/м
e_xпеременнаяЕдиничный вектор вдоль оси x — единичный вектор
e_yпеременнаяЕдиничный вектор вдоль оси y — единичный вектор
iоператорКомплексное число, квадрат которого равен -1 — мнимая единица
$$k(x, x') = \sigma^2 \exp\left(-\frac{(x-x')^2}{2\ell^2}\right)$$
Гауссова ковариационная функция для гладкости в гауссовских процессах.
Что в формуле
xпеременнаявходная точка — input variable
x'переменнаядругая входная точка — input variable
σпеременнаяамплитуда сигнала — амплитуда
ℓпеременнаямасштаб длины — length scale
expоператорвозводит e в заданную степень — экспоненциальная функция

Статьи по теме · 0

Статей пока нет