Амплитуда

Амплиту́да (лат. amplitudo — значительность, обширность, величие, обозначается заглавной буквой А) — максимальное значение смещения или изменения переменной величины от среднего значения при колебательном или волновом движении. Неотрицательная скалярная величина, размерность которой совпадает с размерностью определяемой физической величины.

В общем случае гармоническое колебание математически записывается в виде:

<math>x(t) = A(t) \sin (\omega t + \varphi)</math>

или

<math>x(t) = A(t) \cos (\omega t + \varphi)</math>,

где <math>x(t)</math> — отклонение колеблющейся величины в текущий момент времени <math>t</math> от среднего арифметического за период значения (например, в кинематике — смещение, отклонение колеблющейся точки от положения равновесия, в электротехнике — мгновенное значение напряжения или силы тока от среднего значения и др.);

<math>A(t)</math> — амплитуда колебания, то есть максимальное за период отклонение колеблющейся величины от среднего за период значения, размерность <math>A(t)</math> совпадает с размерностью <math>x(t),</math> в общем случае амплитуда зависит от времени, например, при затухающем собственном колебании осциллятора;

<math>\omega</math> (радиан/с, градус/с) — круговая (угловая) частота, показывающая, на сколько радиан (градусов) изменяется фаза колебания за 1 с;

<math>\varphi</math> (радиан, градус) — начальная фаза колебания.

Амплитуда в разных разделах физики

амплитуда для механического колебания тела (вибрация), для волн на струне или пружине — это расстояние и записывается в единицах длины;
амплитуда звуковых волн и аудиосигналов обычно относится к амплитуде давления воздуха в волне, но иногда описывается как амплитуда смещения относительно равновесия (воздуха или диафрагмы говорящего). Её логарифм обычно измеряется в децибелах (дБ);
для электромагнитного излучения амплитуда соответствует величине напряженности электрического и магнитного поля.

Форма изменения амплитуды называется огибающей.

Формальное определение в радиотехнике

Амплитуда — наибольшее значение, которое принимает какая-либо величина, изменяющаяся по гармоническому закону<ref name="ОСТ 45.159-2000">ОСТ 45.159-2000. Отраслевая система обеспечения единства измерений. Термины и определения</ref>.

Формальное определение предполагает применение термина «амплитуда» только для гармонической функции; «амплитуда» — модуль коэффициента перед гармонической функцией. В связи с этим термин «амплитуда» следует отличать от терминов, применимых к произвольным функциям:

Максимальное значение сигнала — наибольшее мгновенное значение сигнала на протяжении заданного интервала времени<ref name="ОСТ 45.159-2000" /><ref name="ГОСТ 16465-70" />;
Минимальное значение сигнала — наименьшее мгновенное значение сигнала на протяжении заданного интервала времени<ref name="ОСТ 45.159-2000" /><ref name="ГОСТ 16465-70" />;
Размах сигнала — разность между максимальным и минимальным значениями сигнала на протяжении заданного интервала времени<ref name="ОСТ 45.159-2000" /><ref name="ГОСТ 16465-70">ГОСТ 16465-70. Сигналы радиотехнические измерительные. Термины и определения</ref>.