Vågmodi

Vågmodi er distinkte romlige mønstre i et bølgefelt som oppfyller grensebetingelsene i et fysisk system og som har en karakteristisk frekvens. I lineære systemer er de eigenfunksjonene til bølgeligningen, og de tilsvarende frekvensene kalles egenfrekvenser eller naturfrekvenser for systemet.

Vågmodi finnes i mange typer medier og konstruksjoner. I mekaniske systemer som en streng eller en membran, opptrer fundamental- og overtonemoduser som hver har sin egen form og frekvens. I væsker kan overflatesvingninger, som gravitasjons- og kapillærbølger, også beskrives av vågmodi. Elektromagnetiske strukturer som bølgeleder og resonanskamre støtter også discrete modalmønstre, hvor geometrien og materialegenskapene bestemmer hvilke modier som finnes.

Egenskaper ved vågmodi inkluderer at de ofte er ortogonale og kan beskrives som tidsharmoniske løsninger med en form som er uavhengig av tid ganger en tidlig fase, for eksempel i form av e^{-i ω t}. Frekvensene og formene av modene bestemmes av grensebetingelsene og geometrien til systemet. I ulike koordinatsystem får man ofte middelsvis omtalt som mode-nummere, for eksempel m og n i rektangulære eller loddrette moduler i cylindriske geometrier.

Anvendelser av vågmodi omfatter modalanalyse og resonansstyring i konstruksjoner, akustikk og romdesign, og optiske og elektromagnetiske design. Ved å kjenne til hvilke modier som er tilgjengelige, kan man forutsi hvordan et system vil svare på pådriv eller stimulering og redusere skadelige resonanser.