Amplitude - Définition et Explications

  • En physique classique, on nomme amplitude la mesure scalaire (une coordonnée) d’un nombre positif caractérisant l’ampleur de l’oscillation d’une onde par rapport à sa valeur moyenne.
  • En mécanique quantique, on nomme amplitude (Dans cette simple équation d’onde :) un vecteur (En mathématiques, un vecteur est un élément d'un espace vectoriel, ce qui permet d'effectuer des opérations d'addition et de multiplication par un scalaire. Un n-uplet peut constituer un exemple de vecteur, à...) composé d'un module et d'une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :), qui peut être représenté par un nombre complexe (Les nombres complexes forment une extension de l'ensemble des nombres réels. Ils permettent notamment de définir des solutions à toutes les équations...) (deux coordonnées). Le carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre angles la...) du module de cette amplitude est assimilable grosso modo à une probabilité de détection de la particule en un endroit donné.

Physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens...) classique

Dans cette simple équation (En mathématiques, une équation est une égalité qui lie différentes quantités, généralement pour poser le problème de leur identité. Résoudre l'équation...) d’onde :

y(t) = A sin(tk) + b

A est l’amplitude de l’onde. C’est la distance entre le maximum de l’onde et l’axe horizontal (Horizontal est une orientation parallèle à l'horizon, et perpendiculaire à la verticale. Une ligne horizontale va « de la gauche vers la...).

L’unité de mesure de l’amplitude dépend de la grandeur physique (Une grandeur physique est un ensemble d'unités de mesure, de variables, d'ordres de grandeur et de méthodes de mesure (qui sont l'objet de la...) mesurée :

  • Pour une corde vibrante, c’est une distance.
  • Pour une onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière. Une onde...) sonore, l’amplitude correspond à la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) de l’air, ou des mouvements du diaphragme d’un haut parleur. Son logarithme (En mathématiques, une fonction logarithme est une fonction définie sur à valeurs dans , continue et transformant un produit en somme. Le logarithme de base a où a est un réel strictement positif différent de 1 est...) est habituellement mesuré en dB, aussi une amplitude nulle est de -inf dB.
  • Pour le rayonnement électromagnétique (Un rayonnement électromagnétique désigne une perturbation des champs électrique et magnétique.), l’amplitude correspond au champ électrique (En physique, on désigne par champ électrique un champ créé par des particules électriquement chargées. Un tel champ permet de déterminer en tout point de...).
  • Pour un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps par les hommes pour...) électrique, l'amplitude correspond à la valeur maximale.

Lorsqu’on veut mesurer l’amplitude de phénomènes physiques, l’amplitude telle qu’elle est calculée précédemment n’est pas forcément la mieux adaptée. Celle-ci est alors appelée " amplitude crête " ou " pointe de l’amplitude ", la distinguant d’un autre concept d’amplitude, utilisé particulièrement dans l’électrotechnique : la moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient...) quadratique de l’amplitude par rapport à l’axe horizontal.

Les diverses mesures de l’amplitude d’un signal sinusoïdal

Dénomination Définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions...)
Amplitude moyenne Valeur moyenne arithmétique (La moyenne arithmétique d'une série statistique est la moyenne ordinaire, c'est-à-dire le rapport de la somme d’une distribution d’un caractère statistique quantitatif discret par le nombre de valeurs dans la...) du signal positif
Amplitude efficace Amplitude continue équivalente en puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :), appelé aussi valeur efficace (La valeur efficace (aussi dite RMS ou Root Mean Square) d’un courant ou d'une tension, variable au cours du temps, correspond à la valeur du courant...)
Amplitude Amplitude maximale positive, appelé aussi valeur maximale
Amplitude crête à crête Amplitude maximale positive et négative

Il y a quelques moyens de formaliser l’amplitude :

  • une valeur absolue (Un nombre réel est constitué de deux parties: un signe + ou - et une valeur absolue.) de l’ampleur de la perturbation du point/particule la plus troublée par l’onde sur un cycle ;
  • la valeur absolue (L'absolue est un extrait obtenu à partir d’une concrète ou d’un résinoïde par extraction à l’éthanol...) de l’ampleur du déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant la...) d’une onde à partir d’une valeur moindre. Typiquement, la moindre valeur est prise comme la moitié du déplacementmaxdéplacementmin ;
  • une valeur absolue d’une moitié de la moindre différence entre maximum et minimum.

La troisième définition est souvent utilisée pour des formes d’onde " complexe ". (Pourquoi?)

à faire: comparer quand/comment il y a équivalent ou non, et quand l’utiliser humm un lab de Pin-1001 révèle la difficulté de la chose

Compare

  • fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps....)
  • période
  • longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est...) d'onde

Homonymie

Amplitude est aussi le nom d’un jeu vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de...) pour PlayStation 2.

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