Lainepikkus vs amplituud
Lainepikkus ja amplituud on lainete ja vibratsioonide kaks omadust. Lainepikkus on laine omadus, kuid amplituud on nii laine kui ka võnke omadus. Lainepikkuse ja amplituudi mõisteid kasutatakse laialdaselt sellistes valdkondades nagu lained ja vibratsioon, side, valgus ja muu elektromagnetkiirgus ning mitmesugused muud väljad. Selles artiklis käsitleme lainepikkust ja amplituudi, nende määratlusi, nende kahe sarnasusi, rakendusi ja lõpuks lainepikkuse ja amplituudi erinevust.
Amplituud
Amplituud on perioodilise liikumise väga oluline omadus. Amplituudi mõiste mõistmiseks tuleb mõista harmooniliste liikumiste omadusi. Lihtne harmooniline liikumine on selline liikumine, kus nihke ja kiiruse vaheline seos on kujul a=-ω2x, kus "a" on kiirendus ja "x" on nihe. Kiirendus ja nihe on paralleelsed. See tähendab, et objektile mõjuv netojõud sõltub ka kiirenduse suunas. See seos kirjeldab liikumist, kus objekt võngub ümber keskpunkti. On näha, et kui nihe on null, on ka objektile mõjuv netojõud null. See on võnke tasakaalupunkt. Objekti maksimaalset nihkumist tasakaalupunktist nimetatakse võnke amplituudiks. Lihtsa harmoonilise võnke amplituud sõltub rangelt süsteemi mehaanilisest koguenergiast. Lihtsa vedru – massi süsteemi puhul, kui kogu siseenergia on E, on amplituud 2E/k, kus k on vedru vedrukonstant. Amplituudil on hetkekiirus null, seega on ka kineetiline energia null. Süsteemi koguenergia on potentsiaalse energia kujul. Tasakaalupunktis muutub potentsiaalne energia nulliks.
Lainepikkus
Lainepikkus on mõiste, mida arutatakse lainete all. Laine lainepikkus on pikkus, kus laine kuju hakkab korduma. Seda saab määratleda ka lainevõrrandi abil. Ajast sõltuva lainevõrrandi ψ(x, t) korral, kui ψ(x, t) on antud aja jooksul võrdne kahe x väärtuse korral ja kahe punkti vahel ei ole sama ψ väärtusega punkte, siis erinevus x väärtusi nimetatakse laine lainepikkuseks. Seos lainepikkuse, sageduse ja kiiruse vahel on antud valemiga v=f λ, kus f on laine sagedus ja λ on lainepikkus. Kuna antud laine kiirus on konstantne, muutub lainepikkus pöördvõrdeliseks sagedusega.
Mis vahe on lainepikkusel ja amplituudil?
• Lainepikkus on omadus, mis on määratletud ainult lainete jaoks, kuid amplituud on määratletud vibratsiooni või võnkumisega.
• Lainepikkus on omadus, mis on seotud laine kiiruse ja sagedusega, samas kui amplituud on omadus, mis sõltub võnke koguenergiast.
