Aaltojen ominaisuudet

Aaltojen ominaisuudet

On monia ominaisuuksia, joita tutkijat käyttävät aaltojen kuvaamiseen. Ne sisältävät amplitudin, taajuuden, jakson, aallonpituuden, nopeuden ja vaiheen. Kutakin näistä ominaisuuksista kuvataan yksityiskohtaisemmin jäljempänä.

Aallon piirtäminen

Piirrettäessä aaltoa tai katsomalla aaltoa kuvaajassa piirtämme aallon tilannekuvana ajassa. Pystyakseli on aallon amplitudi, kun taas vaaka-akseli voi olla joko etäisyys tai aika.



Tässä kuvassa näkyy, että aallon kuvaajan korkeinta kohtaa kutsutaan harjaksi ja alinta pisteeksi. Aallon keskipisteen läpi kulkeva viiva on väliaineen lepoasento, jos aaltoa ei ole kulkenut.

Voimme määrittää useita aaltojen ominaisuuksia kaaviosta.

Amplitudi

Aallon amplitudi mittaa aallon siirtymistä lepoasennostaan. Amplitudi on esitetty alla olevassa kaaviossa.



Amplitudi lasketaan yleensä tarkastelemalla aaltokaaviota ja mittaamalla aallon korkeus lepoasennosta.

Amplitudi on aallon voimakkuuden tai voimakkuuden mitta. Esimerkiksi ääniaalloa tarkasteltaessa amplitudi mittaa äänen voimakkuuden. Aallon energia vaihtelee myös suoraan suhteessa aallon amplitudiin.

Aallonpituus

Aallon aallonpituus on kahden vastaavan pisteen välinen etäisyys aallon taaksepäin -syklissä. Tämä voidaan mitata kahden aallonharjan tai kahden aallonpohjan välillä. Aallonpituus esitetään fysiikassa yleensä kreikkalaisella kirjaimella lambda (λ).

Taajuus ja jakso

Aallon taajuus on kuinka monta kertaa sekunnissa aalto syklii. Taajuus mitataan hertseinä tai jaksoina sekunnissa. Taajuutta edustaa usein pieni kirjain 'f'.

Aallon aika on aaltojen harjanteiden välinen aika. Aika mitataan aikayksiköinä, kuten sekunteina. Ajanjaksoa edustaa yleensä isot kirjaimet T.

Ajanjakso ja taajuus liittyvät läheisesti toisiinsa. Ajanjakso on yhtä suuri kuin yksi taajuus ja taajuus on yhtä kuin yksi jaksolla. Ne ovat toistensa vastavuoroja, kuten seuraavissa kaavoissa esitetään.

jakso = 1 / taajuus
tai
T = 1 / f

taajuus = 1 / jakso
tai
f = 1 / T

Aallon nopeus tai nopeus

Toinen tärkeä aallon ominaisuus on etenemisnopeus. Näin aallon häiriö liikkuu. Mekaanisten aaltojen nopeus riippuu väliaineesta, jonka läpi aalto kulkee. Esimerkiksi ääni kulkee eri nopeudella vedessä kuin ilmassa.

Aallon nopeutta edustaa yleensä kirjain v. Nopeus voidaan laskea kertomalla taajuus aallonpituudella.

nopeus = taajuus * aallonpituus
tai
v = f * λ