Φάση πλάτους

Η φάση είναι ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά ενός ηχητικού κύματος. Η θέση ενός σημείου σε έναν κύκλο κύματος που είναι περιοδικής φύσης καθορίζεται από το κύμα. Για πρακτικές εφαρμογές, αυτό που έχει μεγαλύτερη σημασία είναι η διαφορά φάσης μεταξύ διαφορετικών ηχητικών κυμάτων. Οι απόλυτες τιμές των φάσεων των σημάτων δεν έχουν ουσιαστική σημασία. Όταν προστίθενται διαφορετικά ηχητικά κύματα, τα χαρακτηριστικά του τελικού κύματος εξόδου εξαρτώνται από τη διαφορά φάσης μεταξύ των δεδομένων δύο κυμάτων.

Εποικοδομητική παρεμβολή

Όταν δύο κύματα έχουν την ίδια συχνότητα και ευθυγραμμίζονται τέλεια με μηδενική διαφορά φάσης, τότε λέμε ότι είναι εντός φάσης. Προσθέτοντας αυτά τα δύο κύματα εντός φάσης μαζί προκύπτει ένα άλλο κύμα του οποίου το πλάτος είναι το άθροισμα των πλατών των αρχικών κυμάτων. Όλη αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως εποικοδομητική παρεμβολή.

Καταστροφική παρεμβολή

Ας εξετάσουμε δύο κύματα. Είναι σε φάση μεταξύ τους και έχουν τις ίδιες συχνότητες. Ας ονομάσουμε ένα από τα κύματα Α και το άλλο κύμα Β. Τώρα, ας μετακινήσουμε το κύμα Α μπροστά από το κύμα Β κατά μισό κύκλο. Αυτή η κίνηση θα ήταν σχετική με το κύμα Β. Αυτή η διαδικασία καταλήγει σε μια τέτοια διάταξη ώστε όταν το κύμα Α έχει μέγιστο πλάτος, το κύμα Β έχει ελάχιστο πλάτος όπως το κύμα 1 και το κύμα 2 από την παρακάτω εικόνα.

Στη συνέχεια λέγεται ότι αυτά τα δύο κύματα είναι εκτός φάσης και αλληλοεξουδετερώνονται.

Αυτή είναι η ιδέα πίσω από τα ακουστικά ακύρωσης θορύβου, η οποία ονομάζεται καταστροφική παρεμβολή με τεχνικούς όρους.

Αυτή η διαφορά φάσης μεταξύ των δύο κυμάτων συνήθως εκφράζεται σε γωνία. Δεν αναπαρίσταται ως κλάσμα της κυματομορφής. Η διαφορά φάσης ορίζεται ως γωνία επειδή το δεδομένο κύμα, με συχνότητα, είναι ουσιαστικά ένα ημιτονοειδές κύμα.

Αν το y(t) αντιπροσωπεύει την κυματομορφή, τότε:

y(t) =A sin(2 π f t)

Πού:

Το πλάτος είναι Α.

Η συχνότητα είναι f σε hertz ή κύκλοι/δευτερόλεπτο.

Ο χρόνος είναι t σε δευτερόλεπτα.

Στην παραπάνω εξίσωση, ο όρος (2πft) είναι μια γωνία που εκφράζεται σε ακτίνια. Όλοι γνωρίζουμε ότι το ημιτονοειδές κύμα είναι περιοδικό και έχει μια κυματομορφή που επαναλαμβάνεται με την πάροδο του χρόνου.

Βοηθά στην ακριβή πρόβλεψη των τοποθεσιών στη δεδομένη κυματομορφή. Και αυτές οι θέσεις καθορίζονται ως γωνίες σε ακτίνια ή μοίρες.

Πλάτος

Η μέγιστη απόσταση που μπορεί να μετακινηθεί ένα σημείο σε ένα δονούμενο κύμα ή ένα σώμα από τη θέση ισορροπίας του ονομάζεται πλάτος. Για μια περιοδική κίνηση, το μέγεθος του πλάτους είναι το μισό του μήκους της διαδρομής της δόνησης. Σκεφτείτε ένα εκκρεμές που ταλαντεύεται μπρος-πίσω. Το πλάτος αυτού του εκκρεμούς θα ήταν το μισό της απόστασης που ταλαντεύεται αυτό το εκκρεμές μονής κατεύθυνσης.

Τα πλάτη των κυμάτων είναι ανάλογα με τα πλάτη της πηγής.

Ένα εγκάρσιο κύμα μοιάζει με κύμα χορδής. Το πλάτος υπολογίζεται από τη μέγιστη απόσταση ενός σημείου σε μια χορδή από την αρχική της θέση σε ένα σημείο όπου η χορδή δεν κινείται. Ενώ για ένα διαμήκη κύμα, όπως ένα ηχητικό κύμα, το πλάτος υπολογίζεται από τη μέγιστη απόσταση ενός σημείου από τη θέση ισορροπίας του.

Ένα κύμα ονομάζεται απόσβεση όταν χάνει συνεχώς ενέργεια επειδή το πλάτος συνεχίζει να πέφτει.

Συμπέρασμα

Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι όταν η φάση και οι άλλες συνιστώσες ενός κύματος είναι σταθερές, η ισχύς του κύματος βασίζεται στο πλάτος. Μεγαλύτερο πλάτος συνεπάγεται μεγαλύτερη ισχύ. Εάν η κυματομορφή έχει χαμηλότερες κορυφές, τότε το πλάτος θα είναι μικρότερο. Και επομένως η ισχύς με την προϋπόθεση ότι όλα τα άλλα στοιχεία της κυματομορφής παραμένουν σταθερά.