Fase (física)

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

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:

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

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

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

Referências

↑ 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
↑ 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)

[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

[2] Ballou, Glen (2005). Handbook for sound engineers 3 ed. [S.l.]: Focal Press, Gulf Professional Publishing. p. 1499. ISBN 0-240-80758-8

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