El amplitud de una onda es una propiedad crítica. Entonces, si desea saber: "¿Cambia la amplitud de la onda?" ¿Cuándo, por qué y cómo van a suceder estas cosas? Entonces sigue adelante y lee.
La energía transportada por una onda electromagnética, una onda acústica o cualquier otra onda es directamente proporcional al cuadrado de la amplitud de esa onda. Por lo tanto, cada vez que hay un cambio en la energía de la onda, su efecto impacta en la amplitud de la onda.
Antes de profundizar en nuestras preguntas, ¿cambia la amplitud de la onda, cómo, cuándo y por qué? Primero obtengamos una breve información sobre la onda y su amplitud.
Ola: En física, una onda se considera un fenómeno de transporte de energía que transmite energía junto con un medio sin transportar ninguna materia. Como resultado, lo consideramos como una perturbación media que transporta energía pero no masa. Hay principalmente dos tipos de ondas, que se enumeran a continuación:
- 1. Longitudinales: Aislamiento de Sonido olas
- 2. Transversales: Ondas electromagnéticas u ondas luminosas.
Amplitud: La distancia total entre la posición de reposo de una onda y el desplazamiento máximo que puede abarcar se denomina amplitud.
Longitud de onda: El tamaño o la longitud de una sola onda se conoce como su longitud de onda. Se calcula como la distancia o brecha entre dos picos consecutivos.
Frecuencia: La frecuencia de una onda nos dice cuántas ondas pasan por un lugar determinado en un tiempo determinado.
Si está considerando las ondas de sonido, su amplitud determina qué tan fuerte es el sonido.. Una amplitud más alta de una onda de sonido significa que su volumen es más alto, y una amplitud más baja significa un volumen más bajo.
Cuando estudiamos una onda de luz, la amplitud de la onda no es más que el brillo o intensidad de la onda en comparación con otras ondas de luz de la misma longitud de onda. La luz con mayor amplitud tiene mayor intensidad o brillo, mientras que la luz con menor amplitud tiene menor intensidad o brillo.
Ahora la pregunta es, ¿cambia la amplitud de la onda? Veamos cómo resultan las cosas.
¿Cambia la amplitud de la onda?
⇒ La amplitud de la onda es una característica crucial.
La amplitud de una onda no es una característica constante. Como resultado, está sujeto a cambios debido a factores situacionales.
¿Cuándo cambia la amplitud de la onda?
⇒ Sabemos que la energía de la onda siempre se conserva, lo que significa que no se puede destruir ni generar.
La frecuencia y la amplitud de cualquier onda son propiedades independientes. Sin embargo, el cambio de frecuencia conduce a un cambio en la energía. Así, la amplitud de cada onda, ya sea longitudinal o transversal, cambia con la energía para conservar la energía total.
¿Por qué cambia la amplitud de la onda?
⇒ La amplitud de una onda puede variar con el cambio de energía de la onda.
La energía de la onda y la amplitud de la onda están estrechamente relacionadas entre sí. La relación entre la energía de la onda y la amplitud de la onda se da a continuación:
mi ∝ la2
Donde la letra E denota la energía de la onda y la letra A denota la amplitud de la onda.
Podemos ver que la energía de la onda es directamente proporcional al cuadrado de la amplitud de la onda. Por lo tanto, si hay un ligero cambio en la energía, resulta en un cambio de amplitud al cuadrado.
Podemos deducir de las relaciones de energía y amplitud de onda que si la energía de una onda es grande, su amplitud será alta. La amplitud de una onda de baja energía será similar a la de una onda de baja energía. Ambos escenarios están representados en el siguiente diagrama.
Por tanto, podemos decir que cualquier cambio en la energía de la onda conduce a un cambio en la amplitud de la onda.
¿Cómo cambia la amplitud de la onda?
⇒ Un cambio en la energía es la causa más probable de la variación de amplitud, pero también podría ser un cambio en la velocidad de la onda. La energía de la onda puede subir o bajar.
Si dispones de un conductor de ondas, puedes utilizarlo para aumentar la energía y, por tanto, la amplitud. Sin embargo, cuando una onda viaja a través de un medio, parte de la energía se diluye, lo que resulta en una reducción de la amplitud. A veces no es la energía sino el cambio en la velocidad de la ola lo que también resulta en un cambio en la amplitud de la ola, como se ve en las olas del océano.
Veamos algunos ejemplos de la vida real para ver de lo que estamos hablando.
Ya hemos discutido en detalle que la amplitud de la onda depende de la energía transportada por esa onda. Ahora sabemos que todo medio tiene fricción. No existe tal cosa como un medio sin fricción o un medio ideal. Como resultado, cuando una onda se mueve a través de un medio, experimenta fricción. La energía de la onda se diluirá a medida que se esparce en el medio, superando la fricción del medio. La pérdida de energía resultará en la atenuación o reducción de la amplitud de esa onda.
Ahora también se puede aumentar la cantidad de energía utilizando el conductor de la onda. Aquí, "impulsor de onda" simplemente significa el trabajo constante realizado en esa onda. Considere el caso de un resorte helicoidal que inicialmente está en reposo. A medida que lo estira en dirección horizontal, se produce una onda o pulso transversal. En otras palabras, a medida que aplica fuerza al resorte, se desviará de su posición de reposo en proporción a la fuerza aplicada.
Para lograr una mayor amplitud o un desplazamiento máximo, se debe aplicar más energía o se debe realizar más trabajo. Finalmente, la energía que transporta un pulso u onda transversal a través del medio está relacionada con su amplitud. La longitud de onda, la frecuencia y la velocidad de un pulso u onda transversal no se ven afectadas al ponerle mucha energía. La cantidad de energía aplicada a un pulso u onda solo cambiará la amplitud de ese pulso u onda.
Ola del océano:
El cambio en la amplitud de las olas del océano es causado por la desaceleración de la velocidad de las olas. La desaceleración de la onda permite que la energía se convierta en ondas de mayor amplitud, ya que la frecuencia y el nivel de energía transportados por la onda no pueden cambiar. Al observar las olas del océano acercándose a aguas menos profundas, este efecto es muy notable. A medida que la velocidad de propagación disminuye, las crestas de las ondas se amontonan. Las alturas de las olas o la amplitud aumentan como resultado del hacinamiento hasta que la ola rompe.
Preguntas más frecuentes (FAQ):
Q: ¿Cambia la amplitud con el tiempo?
Respuesta: Idealmente, la amplitud de la onda no debería alterarse con el tiempo. Sin embargo, como vivimos en el mundo real, las cosas están cambiando.
No existe tal cosa como un sistema sin fricción en el mundo real. Como resultado, a medida que la onda pierde energía, la amplitud de la onda disminuye con el tiempo. Cuando estudiamos un simple movimiento armónico, podemos ver que la amplitud de la onda armónica simple disminuye exponencialmente con el tiempo.
El siguiente gráfico representa el amortiguamiento de la onda en el tiempo:
P.: ¿Cambia la amplitud de la onda cuando la onda cambia el medio de propagación?
Respuesta: Cuando la onda se propaga de un medio a otro, una parte de la onda atraviesa el medio y la parte restante se reflejará de regreso.
La porción de la onda que atraviesa el medio significa la porción de la energía de la onda que se ha perdido en el medio. Las ondas reflejadas se consideran la energía restante. Como el cambio de medios provoca una disminución de la energía, nos lleva directamente al cambio (más precisamente, a la reducción) de la amplitud.
P.: ¿Qué sucede cuando se duplica la amplitud de la onda?
Respuesta: La amplitud de una onda tiene una relación directa con la energía, que se da a continuación:
mi ∝ la2
Cuando la amplitud de una onda se duplica, la energía de la onda aumenta cuatro veces. Como resultado, duplicar la amplitud de la onda significa cuadriplicar la energía transferida por la onda.
De manera similar, si la amplitud de una onda se triplica, implica un aumento de nueve veces en el suministro de energía entregado por la onda.
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Esperamos haberle proporcionado respuestas adecuadas a sus consultas. ¿Cambia la amplitud de la onda? ¿Cuándo cambia la amplitud de la onda? ¿Por qué cambia la amplitud de la onda? ¿Cómo cambia la amplitud de la onda? Visite nuestro sitio web para leer más artículos relacionados con la ciencia.
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