Amplitude

En physique classique, on nomme amplitude la mesure scalaire (une coordonnée) d’un nombre positif caractérisant l’ampleur des variations d'une grandeur. Le plus souvent il s'agit de l'écart maximal par rapport à la valeur médiane[1] (qui est aussi la valeur moyenne si la variation est symétrique). Cette définition diffère du langage courant, dans lequel l'amplitude désigne généralement l'écart entre les valeurs extrêmes d'une grandeur[1].

En mécanique quantique, on nomme aussi le terme amplitude de probabilité un vecteur composé d'un module et d'une phase, qui peut être représenté par un nombre complexe (deux coordonnées). Le carré du module de cette amplitude est assimilable - en version simplifiée - à une probabilité de détection de la particule en un endroit donné.

Physique classique

Dans l'équation d’onde sinusoïdale :

\operatorname {y} (t)=A\sin(t-K)+b\ ,

A est l’amplitude de l’onde. C’est la distance entre le maximum de l’onde et l’axe y = b (soit l'axe des abscisses si b = 0).

La dimension de l’amplitude dépend de la grandeur physique mesurée :

pour une corde vibrante, c’est une distance.
Pour une onde sonore, l’amplitude correspond à la pression acoustique. Sa valeur s'exprime en pascals (Pa).
Note - On communique plus fréquemment l'expression en décibels (dB) du rapport de la valeur efficace de la pression acoustique à une pression acoustique de référence de 20 μPa (0 dB, une amplitude nulle correspond à -∞ dB). Cette grandeur n'est pas directement reliée à l'amplitude. La valeur efficace dépend de la forme de l'onde, voir facteur de crête.
Pour le rayonnement électromagnétique, l’amplitude correspond à un champ électrique.
Pour un signal électrique, l'amplitude correspond à une tension ou à un courant.

L’amplitude telle qu’elle est exprimée précédemment n’est pas adaptée pour l'étude de phénomènes physiques liés à la puissance transmise. Dans ce cas, comme en acoustique et en électrotechnique, on utilise la valeur efficace : la moyenne quadratique de la valeur du signal.

Lorsqu'il s'agit d'un signal, donc intrinsèquement variable, on peut aussi étudier les maxima sur une certaine durée : « amplitude crête » ou « pointe de l’amplitude ».

Dénomination	Définition
Amplitude moyenne	Valeur moyenne arithmétique du signal positif
Amplitude efficace	Amplitude continue équivalente en puissance, appelé aussi valeur efficace
Amplitude	Amplitude maximale positive, appelé aussi valeur maximale
Amplitude crête à crête	Différence entre la valeur maximale (positive) et la valeur minimale (négative)

Demi-amplitude

En astronomie, la demi-amplitude de la courbe de vitesse radiale est donnée par :

K=\left({\frac {2\pi G}{P}}\right)^{\frac {1}{3}}\;{\frac {M_{p}\sin i}{{\left(M_{\star }+M_{\mathrm {p} }\right)}^{\frac {2}{3}}}}\;{\frac {1}{{\left({1-e^{2}}\right)}^{\frac {1}{2}}}}

où :

$M_{\star }$ est la masse de l'étoile ;
$M_{\mathrm {p} }$ est la masse de la planète ;
$P$ est la période orbitale ;
$i$ est l'inclinaison (angle entre la normale au plan orbital et la ligne de visée) ;
$e$ est l'excentricité.

Notes et références

Élie Lévy, Dictionnaire de physique, Paris, Presses universitaires de France, janvier 1988, 1^re éd., 892 p. (ISBN 2-13-039311-X), p. 35.

Articles connexes

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