Lexikon

Amplitude

Für eine sich periodisch ändernde physikalische Größe ist die Amplitude ein Maß, wie stark sich diese Größe während einer Periode von Maximum zu Minimum ändert.

Das einfachste Beispiel ist eine Sinusschwingung. Im Laufe der Zeit oszilliert die Sinuskurve zwischen ihrem Minimal- und ihrem Maximalwert, und die Amplitude misst, wie groß diese Oszillation ist. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Amplitude zu definieren. Einige Definitionen verwenden die Spitze-Tal-Differenz für die Amplitude (Maximum des Signals minus Minimum des Signals). Andere Definitionen für Signale mit symmetrisch um Null zentrierten Werten geben die Amplitude als Maximalwert des Signals an (Hälfte der Spitze-Tal-Amplitude).

Die Bedeutungen der Amplitude sind sehr unterschiedlich. Für ein hin und her schwingendes Pendel ist die Amplitude zum Beispiel der maximale Winkel zwischen der Pendelschnur und der Senkrechten. Für eine elektromagnetische Welle ist die Amplitude der maximale erreichte Wert des elektrischen Feldes oder, äquivalent dazu (da die beiden Maxima direkt zusammenhängen) das Maximum des Magnetfeldes. Bei einer (schwachen) Gravitationswelle ist die Amplitude ein Maß dafür, welche Entfernungsänderungen die Gravitationswelle bewirkt – beim Durchgang einer Welle mit der Amplitude A werden Entfernungen maximal um einen Faktor (1+A/2) gestreckt und um einen Faktor (1–A/2) gestaucht.

Amplituden können sich mit der Zeit ändern. Bei einem einfachen Pendel beispielsweise wird die Luftreibung dazu führen, dass der Pendelschlitten bei jedem Durchgang etwas weniger weit ausgelenkt wird als beim vorigen Mal. Die Amplitude einer Welle wird außerdem vom Ort abhängen: Im allgemeinen nimmt sie mit zunehmender Entfernung zur Quelle ab.