Różnica między falą sinusoidalną a falą prostokątną

Sinusoida vs fala prostokątna

Fale to bardzo ważne zjawisko omawiane w fizyce. Fale sinusoidalne i fale kwadratowe to dwa rodzaje fal, które są bardzo ważne w wielu dziedzinach. Fale sinusoidalne są ważne w takich dziedzinach, jak elektromagnetyczne, fale i wibracje, modulacja sygnału i kilka innych pól. Fala kwadratowa jest bardzo ważna w komputerach i innych urządzeniach cyfrowych, reprezentacji danych, komunikacji danych i wielu innych dziedzinach. W tym artykule omówimy, czym są fale sinusoidalne i fale kwadratowe, jak powstały, definicje fal sinusoidalnych i fal kwadratowych, ich podobieństwa i wreszcie różnica między falami sinusoidalnymi i falami kwadratowymi.

Fale sinusoidalne

Aby zrozumieć pojęcie fali sinusoidalnej, należy najpierw zrozumieć pojęcie fali mechanicznej. Fala mechaniczna jest wywoływana przez wszelkie turbulencje w ośrodku. Prostymi przykładami fal mechanicznych są dźwięki, trzęsienia ziemi, fale oceanów.

Fala jest metodą propagacji energii. Energia wytworzona w turbulencji jest propagowana przez fale. Fala sinusoidalna, zwana po prostu falą sinusoidalną, jest falą oscylującą zgodnie z równaniem y = A sin (ωt - kx). Oznacza to, że migawka cząstek dotkniętych falą w danym momencie wyświetli zachowanie funkcji „sinusoidy”.

Gdy fala rozchodzi się w przestrzeni, energia, którą przenosi, jest również propagowana. Ta energia powoduje, że cząsteczki na drodze oscylują. Można to również zinterpretować na odwrót, ponieważ energia jest propagowana przez oscylacje cząstek. Istnieją dwa rodzaje fal progresywnych. Mianowicie fale podłużne i poprzeczne.

W fali podłużnej oscylacje cząstek są równoległe do kierunku propagacji. Nie oznacza to, że cząsteczki poruszają się wraz z falą. Cząstki oscylują jedynie wokół ustalonego punktu równowagi w przestrzeni. W falach poprzecznych oscylacja cząstek zachodzi prostopadle do kierunku propagacji. Fale dźwiękowe składają się tylko z fal podłużnych, fale na sznurku są poprzeczne. Fale oceaniczne są kombinacją fal poprzecznych i fal podłużnych.

Fale kwadratowe

Fale kwadratowe są bardzo ważne w komputerach i innych urządzeniach cyfrowych. Fala kwadratowa może być uważana za funkcję logiczną. Ponieważ fala prostokątna ma tylko dwa stany, idealnie nadaje się do funkcji cyfrowej. Jednak bezpośrednie utworzenie fali kwadratowej jest bardzo trudne lub niemożliwe. Szereg fal sinusoidalnych nakłada się na siebie, tworząc falę kwadratową. Jest to znane jako transformacja Fouriera. Nie można jednak stworzyć idealnej fali prostokątnej, ponieważ wymaga ona nieskończonej ilości fal sinusoidalnych.