Verandert de amplitude van de golf: wanneer, waarom, hoe en gedetailleerde feiten?

De amplitude van een golf is een kritische eigenschap. Dus als je wilt weten: "Verandert de amplitude van de golf?" Wanneer, waarom en hoe gaan deze dingen gebeuren? Ga dan verder en lees.

De energie die wordt getransporteerd door een elektromagnetische golf, een akoestische golf of een andere golf is recht evenredig met het kwadraat van de amplitude van die golf. Dus, wanneer er een verandering in de energie van de golf is, heeft het effect daarvan invloed op de amplitude van de golf.

Voordat we ingaan op de diepte van onze vragen, verandert de amplitude van de golf, hoe, wanneer en waarom? Laten we eerst korte informatie krijgen over de golf en zijn amplitude.

Golf: In de natuurkunde wordt een golf beschouwd als een energietransportfenomeen dat energie samen met een medium overdraagt ​​​​zonder materie te dragen. Dientengevolge beschouwen we het als een middelgrote verstoring die energie maar geen massa transporteert. Er zijn hoofdzakelijk twee soorten golven, die hieronder worden vermeld:

  •  1. Longitudinaal: Geluid golven 
  •  2. Dwars: elektromagnetische golven of lichtgolven

amplitude: De totale afstand tussen de rustpositie van een golf en de maximale verplaatsing die deze kan overbruggen, wordt de amplitude genoemd.

Golflengte: De grootte of lengte van een enkele golf staat bekend als de golflengte. Het wordt berekend als de afstand of opening tussen twee opeenvolgende pieken.

Frequentie: De frequentie van een golf vertelt ons hoeveel golven er in een bepaalde tijd langs een bepaalde plek gaan.

Afbeeldingscredits: Geoff Ruth, Crest dal golflengte amplitude, CC BY-SA 3.0

Als u geluidsgolven overweegt, bepaalt hun amplitude hoe hard het geluid is. Een hogere amplitude van een geluidsgolf betekent dat het volume hoger is, en een lagere amplitude betekent een lager volume.

Wanneer we een lichtgolf bestuderen, is de amplitude van de golf niets anders dan de helderheid of intensiteit van de golf in vergelijking met andere lichtgolven van dezelfde golflengte. Licht met een grotere amplitude heeft een grotere intensiteit of helderheid, terwijl licht met een kleinere amplitude een lagere intensiteit of helderheid heeft.

Nu is de vraag, verandert de amplitude van de golf? Laten we eens kijken hoe het afloopt.

Verandert de amplitude van de golf?

⇒ De amplitude van de golf is een cruciaal kenmerk.

De amplitude van een golf is geen constante karakteristiek. Als gevolg hiervan is het onderhevig aan verandering als gevolg van situationele factoren.

Wanneer verandert de amplitude van de golf?

⇒ We weten dat de energie van de golf altijd behouden blijft, wat betekent dat deze niet kan worden vernietigd of gegenereerd.

De frequentie en amplitude van elke golf zijn onafhankelijke eigenschappen. Frequentieverandering leidt echter tot een verandering in energie. Dus de amplitude van elke golf, longitudinaal of transversaal, verandert met energie om de totale energie te behouden. 

Waarom verandert de amplitude van de golf?

⇒ De amplitude van een golf kan variëren met de verandering in energie van de golf.

De energie van de golf en de amplitude van de golf hangen nauw met elkaar samen. De relatie tussen de energie van de golf en de amplitude van de golf wordt als volgt gegeven:

E A2

Waarbij letter E de energie van de golf aangeeft en letter A de amplitude van de golf.

We kunnen zien dat de energie van de golf recht evenredig is met het kwadraat van de amplitude van de golf. Dus als er een kleine verandering in energie is, resulteert dit in een kwadratische verandering in amplitude.

We kunnen uit de energie en amplitude van golfrelaties afleiden dat als de energie van een golf groot is, de amplitude hoog zal zijn. De amplitude van een golf met lage energie zal vergelijkbaar zijn met die van een golf met lage energie. Beide scenario's zijn weergegeven in onderstaand schema.

We kunnen dus zeggen dat elke verandering in de energie van de golf leidt tot een verandering in de amplitude van de golf.

verandert de amplitude van de golf?

Hoe verandert de amplitude van de golf?

⇒ Een verandering in energie is de meest waarschijnlijke oorzaak van de amplitudevariatie, maar het kan ook een verandering in golfsnelheid zijn. De energie van de golf kan omhoog of omlaag gaan. 

Als je een wavedriver hebt, kun je deze gebruiken om de energie en dus de amplitude te vergroten. Wanneer een golf echter door een medium reist, wordt een deel van de energie verdund, wat resulteert in een vermindering van de amplitude. Soms is het niet de energie, maar de verandering in golfsnelheid die ook resulteert in een verandering in golfamplitude, zoals te zien is in de oceaangolven.

Laten we eens kijken naar enkele voorbeelden uit de praktijk om te zien waar we het over hebben.

We hebben al in detail besproken dat de amplitude van de golf afhangt van de energie die door die golf wordt gedragen. Nu weten we dat elk medium wrijving heeft. Er bestaat niet zoiets als een wrijvingsloos medium of een ideaal medium. Als een resultaat, als een golf door een medium beweegt, ervaart het wrijving. De energie van de golf zal verdunnen naarmate deze zich in het medium verspreidt, waardoor de wrijving van het medium wordt overwonnen. Het energieverlies zal resulteren in verzwakking of vermindering van de amplitude van die golf.

Nu kan men ook de hoeveelheid energie verhogen met behulp van de driver van de golf. Hier betekent "wave driver" gewoon het consistente werk dat op die golf wordt gedaan. Beschouw het geval van een spiraalveer die aanvankelijk in rust is. Als je het in horizontale richting uitrekt, wordt een transversale golf of puls geproduceerd. Met andere woorden, als u kracht uitoefent op de veer, zal deze afwijken van zijn rustpositie in verhouding tot de uitgeoefende kracht. 

Om een ​​hogere amplitude of maximale verplaatsing te bereiken, moet er meer energie worden toegevoerd of moet er meer worden gewerkt. Ten slotte is de energie die een transversale puls of golf over het medium draagt, gerelateerd aan zijn amplitude. De golflengte, frequentie en snelheid van een transversale puls of golf worden niet beïnvloed door er veel energie in te steken. De hoeveelheid energie die op een puls of golf wordt toegepast, zal alleen de amplitude van die puls of golf veranderen.

Oceaan Golf:

De verandering in de amplitude van oceaangolven wordt veroorzaakt door de vertraging van de golfsnelheid. Door de golf te vertragen, kan energie worden omgezet in golven met een hogere amplitude, omdat de frequentie en het energieniveau dat door de golf wordt gedragen niet kunnen veranderen. Bij het kijken naar oceaangolven die ondieper water naderen, is dit effect zeer merkbaar. Naarmate de voortplantingssnelheid afneemt, raken de golftoppen dicht op elkaar. De golfhoogten of de amplitude nemen toe als gevolg van de drukte totdat de golf breekt.

Frequently Asked Questions (FAQ's):

Q: Verandert de amplitude in de loop van de tijd?

Ant.: Idealiter zou de amplitude van de golf in de loop van de tijd niet veranderen. Maar omdat we in de echte wereld leven, veranderen er dingen.

Er bestaat niet zoiets als een wrijvingsloos systeem in de werkelijke wereld. Dientengevolge, als de golf energie verliest, neemt de amplitude van de golf in de loop van de tijd af. Wanneer we een eenvoudige studie bestuderen harmonische beweging, kunnen we zien dat de amplitude van de eenvoudige harmonische golf in de loop van de tijd exponentieel afneemt.

De volgende grafiek geeft de demping van de golf in de tijd weer:

FjHLuagptrIEytid7BikC tZl9YU10xhEOHhtQ3P9XGGPbV5N6ipQ
Afbeeldingscredits: anoniem, Gedempte sinusgolf, CC BY-SA 3.0

Vraag: Verandert de amplitude van de golf wanneer de golf het voortplantingsmedium verandert?

Ant.: Wanneer de golf zich voortplant van het ene medium naar het andere, gaat een deel van de golf door het medium en het resterende deel zal terugkaatsen.

Het deel van de golf dat door het medium gaat, betekent het deel van de energie van de golf dat in het medium verloren is gegaan. Gereflecteerde golven worden beschouwd als de resterende energie. Omdat veranderende media een afname van energie veroorzaken, leidt dit ons direct naar de verandering (meer precies, reductie) van amplitude.

Vraag: Wat gebeurt er als de amplitude van de golf wordt verdubbeld?

Ant.: De amplitude van een golf heeft een direct verband met energie, die hieronder wordt weergegeven:

E A2

Wanneer de amplitude van een golf wordt verdubbeld, neemt de energie van de golf vier keer toe. Als gevolg hiervan betekent een verdubbeling van de amplitude van de golf een verviervoudiging van de door de golf overgedragen energie. 

Evenzo, als de amplitude van een golf wordt verdrievoudigd, impliceert dit een negenvoudige toename van de toevoer van energie die door de golf wordt geleverd.

Klik hier om te weten hoe je de amplitude van een golf kunt vinden.

Wij hopen u hiermee een passend antwoord te hebben gegeven op uw vragen. Verandert de amplitude van de golf? Wanneer verandert de amplitude van de golf? Waarom verandert de amplitude van de golf? Hoe verandert de amplitude van de golf? Bezoek onze website om meer wetenschappelijke artikelen te lezen.

Lees ook:

Laat een bericht achter