振幅

定義

振動や波において、物体がつり合いの位置からどれだけ離れるかを表す最大の大きさ。

つまり、振動の「ふれの大きさ」を示す量である。

イメージ

ばねにつけたおもりが上下に振動するとき、真ん中の位置から一番上まで、または一番下までの距離が振幅である。

波の場合は、波の山の高さ（または谷の深さ）が振幅に対応する。
山と谷の差ではなく、「中心からどれだけ離れているか」が振幅である点が重要である。

数式

単振動では、位置 \(x\) は時間とともに次のように変化する。

\[x = A \sin(ωt + φ)\]

\(A\)：振幅（m）
\(ω\)：角振動数（rad/s）
\(t\)：時間（s）
\(φ\)：初期位相（rad）

このとき、振幅 \(A\) が最大の変位を表す。

ポイント

• 振幅は「最大の変位」であり、山から谷までの全体の高さではない
• 振幅が大きいほど、振動や波のエネルギーは大きくなる（条件により比例関係がある）
• 単位は変位と同じで、長さ（m）で表される