Amplitude¶

Während die Frequenz sagt wie oft etwas schwingt, sagt die Amplitude wie stark. Sie ist das Mass für die Auslenkung — und damit für Energie, Lautstärke und Intensität.

Wortherkunft¶

Amplitude stammt vom lateinischen amplitudo = „Weite, Größe". Im wissenschaftlichen Sinn bezeichnet sie seit dem 18. Jahrhundert die maximale Auslenkung einer Schwingung.

Definition¶

In der Sinusfunktion:

\[ x(t) = A \cdot \sin(2\pi f \cdot t + \varphi) \]

ist \(A\) die Amplitude — der Maximalwert der Auslenkung.

Beobachtung	Bedeutung
Amplitude wird verdoppelt	Schwingung schlägt doppelt so weit aus
Amplitude wird null	Keine Schwingung mehr
Amplitude negativ?	Macht keinen physikalischen Sinn — wird als Phasenverschiebung um 180° interpretiert

Was Amplitude beeinflusst¶

Schwingung	Amplitude bestimmt …
Schallwelle	Lautstärke
Lichtwelle	Helligkeit
Wasserwelle	Wellenhöhe
Pendel	Wie weit es ausschlägt
Wechselstrom	Spannungs-Maximum

In allen Fällen gilt: doppelte Amplitude = vierfache Energie, denn Energie skaliert quadratisch (\(E \propto A^2\)).

Amplitude erkunden¶

Verändere die Amplitude — schwach bis stark. Beobachte wie die Welle wächst, ohne dass sich die Frequenz ändert.

Beobachte

Frequenz bleibt gleich — die Wellen sind genauso eng
Nur die Höhe der Wellenberge ändert sich
Bei Amplitude null wird die Welle eine Linie — keine Schwingung mehr

In der Musik (dB)¶

Lautstärke wird oft in Dezibel (dB) angegeben — einer logarithmischen Skala. Das passt zur menschlichen Wahrnehmung: jede +10 dB klingen „doppelt so laut".

dB	Beispiel
0 dB	Hörgrenze
30 dB	Flüstern
60 dB	Gespräch
85 dB	Verkehrslärm – ab hier riskant
110 dB	Rockkonzert
140 dB	Düsentriebwerk – Schmerzgrenze

Hinter dB steckt das Verhältnis von Amplituden: 20 dB Unterschied = 10× Amplitude.

Zusammenfassung¶

Aspekt	Details
Definition	Maximalwert der Auslenkung
Symbol	\(A\)
Energie	\(E \propto A^2\)
In der Musik	Lautstärke (dB)
Wahrnehmung	logarithmisch

Quiz¶

Verbindungen¶

graph LR
    S[Sinus] --> A[Amplitude]
    O[Schwingung] --> A
    A --> W[Welle]
    A --> T[Ton/Lautstärke]
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    click O "/fundamentals/physics/oscillation/" _self
    click W "/fundamentals/physics/wave/" _self
    click T "/fundamentals/music/tone-frequency/" _self
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