Sine Wave vs Square Wave
Viļņi ir ļoti svarīga parādība, kas tiek apspriesta fizikā. Sinusa viļņi un kvadrātveida viļņi ir divu veidu viļņi, kas ir ļoti svarīgi vairākos laukos. Sinusa viļņi ir svarīgi tādos laukos kā elektromagnētika, viļņi un vibrācijas, signāla modulācija un vairākos citos laukos. Kvadrātvilnis ir ļoti svarīgs datoros un citās digitālajās ierīcēs, datu attēlošanā, datu sakaros un daudzās citās jomās. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir sinusoidālie viļņi un kvadrātviļņi, kā tie rodas, sinusoidālo viļņu un kvadrātviļņu definīcijas, to līdzības un, visbeidzot, atšķirības starp sinusoidālajiem viļņiem un kvadrātviļņiem.
Sine Waves
Lai saprastu sinusoidālā viļņa jēdzienu, vispirms ir jāsaprot mehāniskā viļņa jēdziens. Mehānisku vilni izraisa jebkura turbulence vidē. Vienkārši mehānisko viļņu piemēri ir skaņa, zemestrīces, okeāna viļņi.
Vilnis ir enerģijas izplatīšanās metode. Turbulences radītā enerģija tiek izplatīta ar viļņiem. Sinusoidālais vilnis, vienkārši pazīstams kā sinusoidālais vilnis, ir vilnis, kas svārstās saskaņā ar vienādojumu y=A sin (ωt – kx). Tas nozīmē, ka viļņa ietekmēto daļiņu momentuzņēmums noteiktā laikā parādīs sinusa funkcijas darbību.
Vilnim izplatoties telpā, tiek izplatīta arī tā nestā enerģija. Šī enerģija izraisa daļiņu svārstības ceļā. To var interpretēt arī otrādi, jo enerģija tiek izplatīta caur daļiņu svārstībām. Ir divu veidu progresīvie viļņi. Proti, garenviļņi un šķērsviļņi.
Gareniskā viļņā daļiņu svārstības ir paralēlas izplatīšanās virzienam. Tas nenozīmē, ka daļiņas pārvietojas kopā ar vilni. Daļiņas svārstās tikai ap fiksētu līdzsvara punktu telpā. Šķērsviļņos daļiņu svārstības notiek perpendikulāri izplatīšanās virzienam. Skaņas viļņi sastāv tikai no garenvirziena viļņiem, viļņi uz virknes ir šķērsvirziena. Okeāna viļņi ir šķērsviļņu un garenviļņu kombinācija.
Kvadrātviļņi
Kvadrātviļņi ir ļoti svarīgi datoros un citās digitālajās ierīcēs. Kvadrātviļņu var uzskatīt par loģisku funkciju. Tā kā kvadrātveida vilnim ir tikai divi stāvokļi, tas ir ideāli piemērots digitālai funkcijai. Tomēr ir ļoti grūti vai neiespējami tieši izveidot kvadrātveida vilni. Virkne sinusoidālu viļņu pārklājas, lai izveidotu kvadrātveida vilni. To sauc par Furjē transformāciju. Tomēr nav iespējams izveidot perfektu kvadrātveida vilni, jo tam ir nepieciešams bezgalīgs sinusoidālo viļņu daudzums.
Kāda ir atšķirība starp sinusa un kvadrātveida viļņiem?
• Sinusoidālie viļņi tiek ģenerēti dabā, un tos var viegli reproducēt manuāli. Kvadrātveida viļņi netiek radīti dabiski, un tam ir jāpārklājas sinusoidālu viļņu kopa.
• Ir iespējams izveidot perfektu sinusoidālo vilni, bet nav iespējams izveidot perfektu kvadrātveida vilni.
