Faza drgań

Faza – w fizyce wielkość bezwymiarowa opisująca procesy okresowe, przedstawiająca, w której części okresu znajduje się ciało (zjawisko).

Zjawiska okresowe lub prawie okresowe są przedstawiane jako drgania (oscylacje) pewnej wielkości w czasie.

Faza drgań harmonicznych

Dla drgań harmonicznych opisanych równaniem:

${\displaystyle x(t)=A\sin(\omega t+\varphi )}$

fazą drgań określa się argument funkcji sinus^[1], czyli:

${\displaystyle \omega t+\varphi }$

lub resztę z dzielenia tego kąta przez miarę kąta pełnego:

${\displaystyle (\omega t+\varphi )\mod (2\pi ).}$

Faza jest wyrażana w jednostkach kąta, zwykle w układzie SI w radianach.

Kąt ${\displaystyle \varphi }$ nazywa się fazą początkową drgań, czyli fazą w chwili początkowej ${\displaystyle t=0.}$

Faza drgań nieharmonicznych

Dla drgań nieharmonicznych, w których można wyróżnić drganie o najdłuższym okresie, fazę drgań określa się właśnie jako fazę drgania składowego o najdłuższym okresie.

Czasami fazę, szczególnie w ruchu nieharmonicznym, określa się jako ułamek fazy pełnej ${\displaystyle 2\pi .}$

Przesunięcie fazowe

Definicja przesunięcia fazowego

Dla dwóch drgań, ich przesunięciem fazowym nazywa się różnicę faz tych drgań w tym samym momencie.

Jeżeli drgania mają jednakową fazę, to mówi się, że są one w fazie zgodnej (w żargonie technicznym – w fazie). W ośrodkach liniowych wychylenia spowodowane tymi drganiami dodają się (wzmacniają).

O drganiach różniących się fazą o ${\displaystyle \pi }$ mówi się, że są drganiami w fazie przeciwnej (w żargonie technicznym – w przeciwfazie). Wychylenia spowodowane tymi drganiami odejmują się, a gdy oba drgania mają jednakowe amplitudy, następuje wygaszenie drgań (drgania znoszą się).

Faza fali

Osobny artykuł: Faza fali.

Fala rozchodząc się w ośrodku wywołuje drgania każdego punktu ośrodka. Faza fali w danym punkcie jest to faza drgań w tym punkcie przestrzeni.

Mówiąc o przesunięciu fazowym jednej fali względem drugiej ma się na myśli przesunięcie przestrzenne (różne fazy w różnych miejscach w tym samym czasie) lub czasowe (różne fazy w tym samym czasie w różnych momentach).

Zobacz też

• faza Księżyca

Przypisy

1. faza drgań, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2021-10-17].