파동 강도(Wave Intensity) 계산

단위 시간당 단위 면적을 통과하는 에너지의 양은 파동의 강도이다. 즉, 강도는 단위 면적당 전력으로 정의된다.

파동이 통과하는 면적은 파동의 속도방향과 수직이며, 파동은 모든 방향으로 이동하므로 면적은 구의 표면적과 같고, 파동의 강도는 아래 식으로 나타낸다.

 

(식 1) I = (energy/time) / area = power / area = P / (4πR²)

 

여기서,

I : Intensity (W/m²)

P : 전력, 파동의 근원에 의해 생성된 단위 시간당 에너지 (W = J/s)

R : Radius (m)

이다.

 

그림 1. 거리에 따른 면적 및 파동 강도

 

진행파의 강도는 진폭의 제곱과 주파수의 제곱에 비례합니다. 즉, 주파수나 진폭이 2배가 되면 강도는 4배만큼 증가한다.

또한 , 파동 에너지의 흡수가 없다면, 파동원으로부터 거리가 증가하면 파동 강도가 1/R² 에 비례하여 감소한다.

 

Power, P (W) :

Radius, R (m) :

     

Intensity, I (W/m2) :