Faza fali

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Faza falifaza drgań punktu ośrodka, w którym rozchodzi się fala.

Faza określa w której części okresu fali znajduje się punkt fali.

Faza w fali harmonicznej[edytuj | edytuj kod]

Dla fali harmonicznej faza jest wyrażona w radianach.

Jednowymiarowa fala harmoniczna (np. fala płaska w przestrzeni) w jednorodnym ośrodku opisywana jest równaniem

y(t,z)=A \sin(\omega t - k z + \varphi)\,

gdzie:

  • Aamplituda fali
  • ω – częstość fali
  • tczas
  • k – wektor fali
  • z – współrzędna położenia
  • y – miara odchylenia od stanu równowagi
  • φ – faza początkowa w chwili t = 0 i w położeniu z = 0

W chwili t, w punkcie o współrzędnej z fala ma fazę

 \varphi(t,z)= \omega t - k z + \varphi \mod 2 \pi

Kąt fazowy[edytuj | edytuj kod]

Kąt fazowy sygnału sinusoidalnego jest to kąt będący argumentem funkcji sinus (lub cosinus) opisującej dany przebieg.

Dla sygnału:

y(t) = A sin(ωt + ψ)

kątem fazowym jest wartość ωt+ψ. Niekiedy w powyższym równaniu używa się funkcji cosinus, pamiętając, że \sin \alpha = \cos ({\pi \over 2} - \alpha).

W przypadku dwóch funkcji o tej samej częstotliwości

y1 = A1 sin(ωt + ψ)
y2 = A2 sin(ωt + ψ + φ)

wielkość φ nazywana jest przesunięciem fazowym między sygnałami y1 a y2.

W ogólnym przypadku, amplitudy sygnałów A1 i A2 mogą być różne.

Definicja przesunięcia fazowego

Przesunięcie fazowe[edytuj | edytuj kod]

Przesunięcie fazowe jest to różnica pomiędzy wartościami fazy dwóch okresowych ruchów drgających (np. fali lub dowolnego innego okresowego przebiegu czasowego). Ponieważ faza fali zazwyczaj podawana jest w radianach lub w stopniach kątowych również i przesunięcie fazowe wyrażone jest w tych samych jednostkach. W niektórych przypadkach przesunięcie fazowe może być wyrażone również w jednostkach czasu lub częściach okresu.

Przesunięcie fazowe jest istotnym parametrem w wielu dziedzinach fizyki i techniki. Na przykład

Zastosowanie w interferometrze[edytuj | edytuj kod]

W ogólnym przypadku zmiana fazy fal docierających do danego punktu może wynikać z różnej długości dróg fali, różnej prędkości rozchodzenia się w różnych miejscach ośrodka i z różnych faz początkowych. Korzystając z tej zależności można zbudować interferometr laserowy, który jest w stanie zmierzyć odległości dziesiątek metrów z dokładnością do połowy długości fali (nanometra). Użycie lasera generującego falę o bardzo dokładnie określonej długości fali znacznie ułatwia określenie warunków interferencji.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]