Амплитуда және Магнитуда
Амплитуда мен шама механика мен векторлардағы екі негізгі өлшем болып табылады. Векторлар мен толқын механикасында қамтылған ұғымдарды толық түсіну үшін амплитуда мен шамада жақсы түсінік қажет. Амплитудасы мен шамасы ұқсас болуы мүмкін, бірақ бұл екеуі ғылымның әртүрлі нысандарында қолданылатын мүлдем басқа идеялар. Бұл мақалада біз шама мен амплитуданың не екенін, олардың анықтамалары мен қолданылуын, анықтауға болатын ұқсастықтарды және ең соңында амплитуда мен шама арасындағы айырмашылықты талқылаймыз.
Амплитуда
Амплитуда да периодты қозғалыстың өте маңызды қасиеті болып табылады. Амплитуда ұғымын түсіну үшін гармоникалық қозғалыстардың қасиеттерін түсіну керек. Қарапайым гармоникалық қозғалыс - бұл орын ауыстыру мен жылдамдық арасындағы қатынас a=-ω2x түрінде болатын қозғалыс, мұндағы «a» - үдеу және «x» - орын ауыстыру. Үдеу мен орын ауыстыру параллельге қарсы. Бұл нысанға түсетін таза күш те үдеу бағытында екенін білдіреді. Бұл қатынас нысан орталық нүктеде тербелетін қозғалысты сипаттайды. Орын ауыстыру нөлге тең болғанда, объектіге түсетін таза күш те нөлге тең болатынын көруге болады. Бұл тербелістің тепе-теңдік нүктесі. Тепе-теңдік нүктесінен объектінің максималды ығысуы тербеліс амплитудасы деп аталады. Қарапайым гармоникалық тербелістің амплитудасы жүйенің толық механикалық энергиясына қатаң тәуелді. Қарапайым серіппе – массалық жүйе үшін, егер толық ішкі энергия Е болса, амплитудасы 2Е/к тең, мұндағы k – серіппенің серіппелі тұрақтысы. Бұл амплитудада лездік жылдамдық нөлге тең болады; осылайша кинетикалық энергия да нөлге тең. Жүйенің жалпы энергиясы потенциалдық энергия түрінде болады. Тепе-теңдік нүктесінде потенциалдық энергия нөлге айналады.
Магнитуда
Магнитуда - талқыланатын шаманың өлшеміне сілтеме. Бұл термин векторлық талдауда өте маңызды. Жылдамдық, қашықтық және энергия сияқты шамалар тек мөлшерде көрсетіледі. Сондықтан бұл шамалар скаляр деп аталады. Ауыстыру және жылдамдық сияқты шамалар шамада да, бағытта да көрсетіледі. Бұл шамалар векторлар деп аталады. Магнитуда - бұл векторларға да, скалярларға да қолдануға болатын термин. Вектордың шамасы деп вектордың өлшемін айтады, ол да вектор кескінінің ұзындығына тең. Скалярдың шамасы скалярдың өзі. Шамасы әрқашан скаляр шама болып табылады. Вектор шама мен шаманың бағытының қосындысынан құралады. Магнитуда теріс немесе оң мән болуы мүмкін. Нөлдік мәні бар вектор нөлдік вектор ретінде белгілі.
Мағны мен амплитуданың айырмашылығы неде?
• Магнитудада ұзындық, уақыт бірлігіндегі ұзындық және энергия сияқты көптеген әртүрлі өлшемдер болуы мүмкін, бірақ физикалық жүйе үшін амплитудада өлшем ретінде тек ұзындық, кернеу немесе ток болуы мүмкін.
• Амплитуда – тербелістерге ғана тән қасиет, бірақ шама – әрбір физикалық шамада болатын қасиет.
