Fase (física)

 Nota: Este artigo é sobre o conceito ondulatório. Para as fases físicas da matéria, veja estados físicos da matéria.

Em física, fase refere-se a dois conceitos intimamente relacionados.

Som
Onda
Amplitude
Fase
Frente de onda
Frequência fundamental
Harmônica
Frequência
Hertz
Altura tonal
Oitava
Velocidade do som
Efeito Doppler

Quando se fala da fase de um ponto da onda diz-se da característica desse ponto em termos da sua amplitude local e da variação local dos valores da propriedade periódica (campo eléctrico, nas ondas eletromagnéticas ou pressão do ar nas ondas sonoras). Em termos matemáticos, diz-se que a fase é dada pelo valor da função e da sua derivada naquele ponto. A constante de fase (ou ângulo de fase) depende do deslocamento e da velocidade da partícula no instante t = 0.^[1]

Equação

A fase de uma onda ou oscilação se refere a uma função senoidal com o seguinte:

${\displaystyle x(t)=\sin \left(kx+\omega t+\Phi _{0}\right)}$

onde

• (kx + ωt + Φ₀) é a fase
• k é o número de onda
• x é a posição no espaço
• ω é a frequência angular
• t é o tempo
• Φ₀ é a constante de fase.

Diferença de fase

θ representa a diferença de fase entre as duas ondas. O eixo horizontal representa um ângulo (fase) que está aumentando com o tempo.

Ondas em fase.

Ondas fora de fase.

Diferença de fase é a diferença, expressa em ângulo ou tempo, entre duas ondas que tenham mesma frequência e em referência ao mesmo ponto no tempo.^[2] Duas oscilações que tenham mesma frequência e fases diferentes têm uma diferença de fase, e as oscilações são ditas fora de fase entre si. O quanto esses osciladores estão fora de fase entre si pode ser expresso em graus (de 0° até 360°) ou em radianos (de 0 até 2π). Se a diferença de fase for de 180° (π radianos), as duas oscilações estão completamente fora de fase, e então uma interferência destrutiva vai ocorrer e, se for 0°, elas estarão em fase e uma interferência construtiva ocorrerá.

Tempo as vezes é usado (ao invés de ângulo) para expressar a posição dentro de um ciclo de uma oscilação. Uma diferença de fase é análoga a dois atletas correndo em uma pista circular com mesma velocidade e direção mas começando em posições diferentes da pista. Eles passam um ponto em momentos diferentes, mas a diferença dos tempos (diferença de fase) entre eles é constante. Se eles estivessem em velocidades diferentes (frequências diferentes) a diferença de fase seria indefinida e apenas refletiria as posições iniciais. Tecnicamente, diferença de fase entre duas medidas com frequência variável é indefinida e não existe.

Ver também

• Onda
• Ângulo de fase
• Interferência
• Problema da fase
• Polarização

Referências

1. Halliday, David; Resnick, Robert; Jearl, Walker (2009). Fundamentos de Física. gravitação, ondas e termodinâmica. 2 8 ed. [S.l.]: LTC. ISBN 978-85-216-1606-1 A referência emprega parâmetros obsoletos |coautor= (ajuda)
2. Ballou, Glen (2005). Handbook for sound engineers 3 ed. [S.l.]: Focal Press, Gulf Professional Publishing. p. 1499. ISBN 0-240-80758-8

• Artigo parcialmente traduzido de en:Phase (waves)