Das Amplitude einer Welle ist eine kritische Eigenschaft. Wenn Sie also wissen möchten: „Ändert sich die Amplitude der Welle?“ Wann, warum und wie werden diese Dinge passieren? Dann machen Sie weiter und lesen Sie.
Die von einer elektromagnetischen Welle, einer akustischen Welle oder einer anderen Welle transportierte Energie ist direkt proportional zum Amplitudenquadrat dieser Welle. Wenn sich also die Energie der Welle ändert, wirkt sich ihre Wirkung auf die Amplitude der Welle aus.
Bevor wir in die Tiefe unserer Fragen gehen, ändert sich die Amplitude der Welle, wie, wann und warum? Lassen Sie uns zunächst eine kurze Information über die Welle und ihre Amplitude erhalten.
Welle: In der Physik wird eine Welle als Energietransportphänomen betrachtet, das Energie zusammen mit einem Medium überträgt, ohne Materie zu tragen. Infolgedessen betrachten wir es als eine mittlere Störung, die Energie, aber keine Masse transportiert. Es gibt hauptsächlich zwei Arten von Wellen, die im Folgenden aufgeführt sind:
- 1. Längs: Klingen Wellen
- 2. Quer: Elektromagnetische Wellen oder Lichtwellen
Amplitude: Der Gesamtabstand zwischen der Ruheposition einer Welle und der maximalen Auslenkung, die sie überbrücken kann, wird als ihre Amplitude bezeichnet.
Wellenlänge: Die Größe oder Länge einer einzelnen Welle wird als Wellenlänge bezeichnet. Er wird als Abstand oder Lücke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spitzen berechnet.
Frequenz: Die Frequenz einer Welle sagt uns, wie viele Wellen in einer bestimmten Zeit an einer bestimmten Stelle vorbeiziehen.
Wenn Sie Schallwellen in Betracht ziehen, bestimmt ihre Amplitude, wie laut der Schall ist. Eine höhere Amplitude einer Schallwelle bedeutet, dass ihre Lautstärke höher ist, und eine niedrigere Amplitude bedeutet eine geringere Lautstärke.
Wenn wir eine Lichtwelle untersuchen, ist die Amplitude der Welle nichts anderes als die Helligkeit oder Intensität der Welle im Vergleich zu anderen Lichtwellen gleicher Wellenlänge. Licht mit einer größeren Amplitude hat eine größere Intensität oder Helligkeit, während Licht mit einer kleineren Amplitude eine geringere Intensität oder Helligkeit hat.
Die Frage ist nun, ändert sich die Amplitude der Welle? Mal sehen, wie sich die Dinge entwickeln.
Ändert sich die Amplitude der Welle?
⇒ Die Amplitude der Welle ist ein entscheidendes Merkmal.
Die Amplitude einer Welle ist keine konstante Eigenschaft. Infolgedessen kann es sich aufgrund situativer Faktoren ändern.
Wann ändert sich die Amplitude der Welle?
⇒ Wir wissen, dass die Energie der Welle immer erhalten bleibt, also weder zerstört noch erzeugt werden kann.
Die Frequenz und Amplitude jeder Welle sind unabhängige Eigenschaften. Allerdings führt eine Frequenzänderung zu einer Energieänderung. Somit ändert sich die Amplitude jeder Welle, ob längs oder quer, mit der Energie, um die Gesamtenergie zu erhalten.
Warum ändert sich die Amplitude der Welle?
⇒ Die Amplitude einer Welle kann mit der Energieänderung der Welle variieren.
Die Energie der Welle und die Amplitude der Welle sind eng miteinander verbunden. Die Beziehung zwischen der Energie der Welle und der Amplitude der Welle ist wie folgt angegeben:
E ∝ A2
Wobei Buchstabe E die Energie der Welle bezeichnet und Buchstabe A die Amplitude der Welle bezeichnet.
Wir können sehen, dass die Energie der Welle direkt proportional zum Quadrat der Amplitude der Welle ist. Wenn es also eine geringfügige Energieänderung gibt, führt dies zu einer quadratischen Änderung der Amplitude.
Wir können aus den Energie- und Amplitudenbeziehungen von Wellen ableiten, dass, wenn die Energie einer Welle groß ist, ihre Amplitude hoch sein wird. Die Amplitude einer Niedrigenergiewelle ist ähnlich der einer Niedrigenergiewelle. Beide Szenarien sind im folgenden Diagramm dargestellt.
Wir können also sagen, dass jede Änderung der Energie der Welle zu einer Änderung der Amplitude der Welle führt.
Wie ändert sich die Amplitude der Welle?
⇒ Eine Änderung der Energie ist die wahrscheinlichste Ursache für die Amplitudenvariation, aber es könnte auch eine Änderung der Wellengeschwindigkeit sein. Die Energie der Welle kann nach oben oder unten gehen.
Wenn Sie einen Wellentreiber haben, können Sie damit die Energie und damit die Amplitude erhöhen. Wenn sich eine Welle jedoch durch ein Medium bewegt, wird ein Teil der Energie verdünnt, was zu einer Verringerung der Amplitude führt. Manchmal ist es nicht die Energie, sondern die Änderung der Wellengeschwindigkeit, die auch zu einer Änderung der Wellenamplitude führt, wie bei den Meereswellen zu sehen ist.
Schauen wir uns einige Beispiele aus dem wirklichen Leben an, um zu sehen, wovon wir sprechen.
Wir haben bereits ausführlich besprochen, dass die Amplitude der Welle von der Energie abhängt, die von dieser Welle getragen wird. Jetzt wissen wir, dass jedes Medium Reibung hat. Es gibt kein reibungsloses Medium oder ein ideales Medium. Wenn sich eine Welle durch ein Medium bewegt, erfährt sie daher Reibung. Die Energie der Welle wird verdünnt, wenn sie sich im Medium ausbreitet und die Reibung des Mediums überwindet. Der Energieverlust führt zu einer Dämpfung oder Verringerung der Amplitude dieser Welle.
Nun kann man mit dem Treiber der Welle auch die Energiemenge erhöhen. Hier bedeutet „Wellentreiber“ einfach die konsequente Arbeit, die auf dieser Welle geleistet wird. Betrachten wir den Fall einer zunächst ruhenden Schraubenfeder. Wenn Sie es in horizontaler Richtung strecken, wird eine Querwelle oder ein Impuls erzeugt. Mit anderen Worten, wenn Sie Kraft auf die Feder ausüben, weicht sie proportional zur aufgebrachten Kraft von ihrer Ruheposition ab.
Um eine höhere Amplitude oder maximale Auslenkung zu erreichen, muss mehr Energie aufgebracht oder mehr Arbeit verrichtet werden. Schließlich hängt die Energie, die ein transversaler Impuls oder eine transversale Welle durch das Medium trägt, von seiner Amplitude ab. Die Wellenlänge, Frequenz und Geschwindigkeit eines transversalen Impulses oder einer transversalen Welle werden nicht beeinflusst, wenn viel Energie hineingesteckt wird. Die Energiemenge, die auf einen Impuls oder eine Welle angewendet wird, ändert nur die Amplitude dieses Impulses oder dieser Welle.
Ozeanwelle:
Die Änderung der Amplitude von Meereswellen wird durch die Verlangsamung der Wellengeschwindigkeit verursacht. Durch das Verlangsamen der Welle kann Energie in Wellen mit höherer Amplitude umgewandelt werden, da sich die von der Welle getragene Frequenz und das Energieniveau nicht ändern können. Beim Beobachten von Meereswellen, die sich flacherem Wasser nähern, ist dieser Effekt sehr auffällig. Mit abnehmender Ausbreitungsgeschwindigkeit drängen sich die Wellenberge zusammen. Die Wellenhöhen bzw. die Amplitude nehmen durch die Verdrängung bis zum Wellenbruch zu.
Häufig gestellte Fragen (FAQs):
Q: Ändert sich die Amplitude mit der Zeit?
Antwort: Idealerweise sollte sich die Amplitude der Welle im Laufe der Zeit nicht ändern. Da wir jedoch in der realen Welt leben, ändern sich die Dinge.
Es gibt kein reibungsloses System in der realen Welt. Infolgedessen nimmt die Amplitude der Welle mit der Zeit ab, wenn die Welle an Energie verliert. Wenn wir ein einfaches studieren harmonische Bewegung, können wir sehen, dass die Amplitude der einfachen harmonischen Welle mit der Zeit exponentiell abnimmt.
Die folgende Grafik stellt die Dämpfung der Welle über die Zeit dar:
F.: Ändert sich die Amplitude der Welle, wenn die Welle das Ausbreitungsmedium wechselt?
Antwort: Wenn sich die Welle von einem Medium zum anderen ausbreitet, geht ein Teil der Welle durch das Medium und der verbleibende Teil wird zurückreflektiert.
Der Anteil der Welle, der durch das Medium geht, bezeichnet den Anteil der Wellenenergie, der im Medium verloren gegangen ist. Reflektierte Wellen werden als verbleibende Energie betrachtet. Da der Medienwechsel eine Energieabnahme verursacht, führt er uns direkt zu einer Änderung (genauer gesagt zu einer Verringerung) der Amplitude.
F.: Was passiert, wenn die Amplitude der Welle verdoppelt wird?
Antwort: Die Amplitude einer Welle hat einen direkten Zusammenhang mit der Energie, die unten angegeben ist:
E ∝ A2
Wenn die Amplitude einer Welle verdoppelt wird, erhöht sich die Energie der Welle um das Vierfache. Folglich bedeutet eine Verdoppelung der Amplitude der Welle eine Vervierfachung der von der Welle übertragenen Energie.
Wenn die Amplitude einer Welle verdreifacht wird, bedeutet dies in ähnlicher Weise eine neunfache Erhöhung der von der Welle gelieferten Energiezufuhr.
Hier geht es weiter. zu wissen, wie man die Amplitude einer Welle findet.
Wir hoffen, dass wir Ihnen die richtigen Antworten auf Ihre Fragen gegeben haben. Ändert sich die Amplitude der Welle? Wann ändert sich die Amplitude der Welle? Warum ändert sich die Amplitude der Welle? Wie ändert sich die Amplitude der Welle? Bitte besuchen Sie unsere Website, um weitere wissenschaftsbezogene Artikel zu lesen.
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