Amplituda

Amplituda – wspólna nazwa kilku blisko powiązanych pojęć matematycznych, stosowanych głównie w fizyce, naukach technicznych i naukach o Ziemi. We wszystkich tych przypadkach amplituda to pewna liczba rzeczywista charakteryzująca pewną funkcję rzeczywistą, na przykład:

• funkcję okresową opisującą drgania;
• ciąg wyników pomiarów.

W formalnym opisie drgań amplituda jest liczbą nieujemną określająca wielkość przebiegu funkcji okresowej. Jednostka amplitudy zależy od rodzaju ruchu drgającego:

• dla drgań mechanicznych jednostką może być metr, jednostka gęstości lub ciśnienia, np. dla fali podłużnej;
• dla fali elektromagnetycznej tą jednostką jest V/m.

W drganiach harmonicznych – np. przebiegach sinusoidalnych – amplituda ${\displaystyle A}$ jest maksymalną wartością tego przebiegu^[1][2]:

${\displaystyle y=A\sin(\omega t+\varphi )\quad {}}$

Amplituda może być przykładowo największym wychyleniem z położenia równowagi w ruchu drgającym i w ruchu falowym.

Dla innych funkcji okresowych amplituda to połowa różnicy między maksimum a minimum^[1]. Przykładowo dla funkcji ze składową stałą, amplituda dotyczy tylko części sinusoidalnej:

${\displaystyle y=A\sin(\omega t+\varphi )+B\quad {}}$

Amplitudą w tym przypadku nie jest ${\displaystyle A+B,}$ a tylko wartość ${\displaystyle A.}$

W tym wypadku pojęcie amplitudy stosuje się do opisu zjawisk, które nie mają ściśle okresowego charakteru. Amplituda jest wówczas różnicą między maksymalnymi i minimalnymi wartościami liczb charakteryzujących przebieg jakiegoś parametru pogody^[2] w odniesieniu do badanego okresu (doby, miesiąca, roku itd.). Pojęcie to odnosi się również do wahań wartości średnich w badanym okresie. Parametrami, których zmienność charakteryzują amplitudy dobowe, miesięczne, roczne są m.in.: temperatura, ciśnienie, wilgotność, nasłonecznienie, ilość opadów itd.

Pojęcie amplitudy bywa mylnie określane jako różnica pomiędzy maksymalną a minimalną wartością przebiegu (czyli według tej definicji wynosiłaby ${\displaystyle 2A}$ – jest to amplituda szczytowo-siodłowa^[3]).

Nieprawdziwe jest również definiowanie amplitudy jako wartości średniej z modułów maksymalnej i minimalnej wartości przebiegu (czyli ${\displaystyle {\tfrac {|y_{max}|+|y_{min}|}{2}}}$); taka definicja jest słuszna jedynie dla przebiegów symetrycznych np. sinusoidalnego z równania (1), gdyż wówczas ${\displaystyle |y_{max}|=|y_{min}|.}$

Zobacz hasło amplituda w Wikisłowniku

• funkcje amplitudy
• parametry sygnału okresowego
• roczna amplituda temperatury powietrza

• Eric W.E.W. Weisstein Eric W.E.W., Amplitude, MathWorld, Wolfram Research  (ang.). .