Sine Wave vs Square Wave
Τα κύματα είναι ένα πολύ σημαντικό φαινόμενο που συζητείται στη φυσική. Τα ημιτονοειδή κύματα και τα τετράγωνα κύματα είναι δύο τύποι κυμάτων που είναι πολύ σημαντικά σε διάφορα πεδία. Τα ημιτονοειδή κύματα είναι σημαντικά σε πεδία όπως τα ηλεκτρομαγνητικά, τα κύματα και οι δονήσεις, η διαμόρφωση σήματος και πολλά άλλα πεδία. Το τετράγωνο κύμα είναι πολύ σημαντικό στους υπολογιστές και σε άλλες ψηφιακές συσκευές, στην αναπαράσταση δεδομένων, στις επικοινωνίες δεδομένων και σε πολλά άλλα πεδία. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τι είναι τα ημιτονοειδή και τα τετραγωνικά κύματα, πώς προέρχονται, τους ορισμούς των ημιτονοειδών και τετραγωνικών κυμάτων, τις ομοιότητές τους και, τέλος, τη διαφορά μεταξύ των ημιτονοειδών κυμάτων και των τετραγωνικών κυμάτων.
ημιτονοειδές κύματα
Για να κατανοήσει κανείς την έννοια του ημιτονοειδούς κύματος, πρέπει πρώτα να κατανοήσει την έννοια του μηχανικού κύματος. Ένα μηχανικό κύμα προκαλείται από οποιαδήποτε αναταραχή σε ένα μέσο. Απλά παραδείγματα για μηχανικά κύματα είναι ο ήχος, οι σεισμοί, τα κύματα του ωκεανού.
Ένα κύμα είναι μια μέθοδος διάδοσης ενέργειας. Η ενέργεια που δημιουργείται στις αναταράξεις διαδίδεται από τα κύματα. Ένα ημιτονοειδές κύμα, γνωστό απλά ως ημιτονοειδές κύμα, είναι ένα κύμα που ταλαντώνεται σύμφωνα με την εξίσωση y=A sin (ωt – kx). Αυτό σημαίνει ότι ένα στιγμιότυπο των σωματιδίων που επηρεάζονται από το κύμα σε μια δεδομένη στιγμή θα εμφανίζει τη συμπεριφορά της συνάρτησης "ημιτονοειδούς".
Καθώς το κύμα διαδίδεται στον χώρο, διαδίδεται και η ενέργεια που μεταφέρει. Αυτή η ενέργεια προκαλεί τα σωματίδια που βρίσκονται στο δρόμο να ταλαντωθούν. Μπορεί επίσης να ερμηνευτεί αντίστροφα, καθώς η ενέργεια διαδίδεται μέσω της ταλάντωσης των σωματιδίων. Υπάρχουν δύο τύποι προοδευτικών κυμάτων. Δηλαδή, διαμήκη κύματα και εγκάρσια κύματα.
Σε ένα διαμήκη κύμα, οι ταλαντώσεις των σωματιδίων είναι παράλληλες προς την κατεύθυνση διάδοσης. Αυτό δεν σημαίνει ότι τα σωματίδια κινούνται με το κύμα. Τα σωματίδια ταλαντώνονται μόνο γύρω από σταθερό σημείο ισορροπίας στο χώρο. Στα εγκάρσια κύματα, η ταλάντωση των σωματιδίων συμβαίνει κάθετα προς την κατεύθυνση διάδοσης. Τα ηχητικά κύματα αποτελούνται μόνο από διαμήκη κύματα, τα κύματα σε μια χορδή είναι εγκάρσια. Τα κύματα του ωκεανού είναι ένας συνδυασμός εγκάρσιων κυμάτων και διαμήκων κυμάτων.
Τετράγωνα Κύματα
Τα τετραγωνικά κύματα είναι πολύ σημαντικά σε υπολογιστές και άλλες ψηφιακές συσκευές. Ένα τετράγωνο κύμα μπορεί να θεωρηθεί ως λογική συνάρτηση. Δεδομένου ότι το τετραγωνικό κύμα έχει μόνο δύο καταστάσεις, είναι ιδανικό για μια ψηφιακή λειτουργία. Ωστόσο, είναι πολύ δύσκολο ή αδύνατο να δημιουργηθεί απευθείας ένα τετραγωνικό κύμα. Μια σειρά ημιτονοειδών κυμάτων επικαλύπτονται για να δημιουργήσουν ένα τετράγωνο κύμα. Αυτό είναι γνωστό ως μετασχηματισμός Fourier. Ωστόσο, είναι αδύνατο να δημιουργηθεί ένα τέλειο τετραγωνικό κύμα καθώς απαιτεί άπειρη ποσότητα ημιτονοειδών κυμάτων.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ημιτονικού και τετραγωνικού κυμάτων;
• Τα ημιτονοειδή κύματα δημιουργούνται στη φύση και μπορούν εύκολα να αναπαραχθούν χειροκίνητα. Τα τετράγωνα κύματα δεν παράγονται φυσικά και απαιτείται μια σειρά από ημιτονοειδή κύματα να επικαλύπτονται.
• Είναι δυνατό να δημιουργήσετε ένα τέλειο ημιτονοειδές κύμα, αλλά είναι αδύνατο να δημιουργήσετε ένα τέλειο τετραγωνικό κύμα.
