Μετατόπιση φάσης έναντι γωνίας φάσης
Η μετατόπιση φάσης και η γωνία φάσης είναι δύο βασικές πτυχές ενός κύματος. Αυτό το άρθρο παρουσιάζει τους ορισμούς, τις ομοιότητες και, τέλος, τις διαφορές μεταξύ μετατόπισης φάσης και γωνίας φάσης.
Τι είναι η γωνία φάσης;
Για να κατανοήσουμε τη γωνία φάσης, πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε τις βασικές συμπεριφορές ενός κύματος. Ένα κινούμενο κύμα μπορεί να οριστεί χρησιμοποιώντας την εξίσωση Y(x)=A sin (ωt – kx); όπου Y(x) είναι η μετατόπιση στον άξονα y στο σημείο x, A είναι το πλάτος του κύματος, ω είναι η γωνιακή συχνότητα του κύματος, t είναι ο χρόνος, k είναι το διάνυσμα κύματος ή μερικές φορές αναφέρεται ως αριθμός κύματος, x είναι η τιμή στον άξονα x. Η φάση ενός κύματος μπορεί να ερμηνευτεί με διάφορους τρόπους. Το πιο συνηθισμένο είναι (ωt – kx) μέρος του κύματος. Μπορεί να φανεί ότι σε t=0 και x=0, η φάση είναι επίσης 0. ωt είναι ο αριθμός των συνολικών περιστροφών που έχει κάνει η πηγή του κύματος όταν ο χρόνος είναι t, (ωt – kx) είναι η συνολική γωνία η πηγή έχει γυρίσει. Η παραπάνω περιγραφείσα εξίσωση κυμάτων ισχύει μόνο για ημιτονοειδή κύματα με μηδενική μετατόπιση και μηδενική ταχύτητα τη στιγμή ίση με μηδέν. Μια πιο προχωρημένη μορφή της κυματικής εξίσωσης μπορεί να γραφτεί ως Y(x)=A sin (ωt – kx + φ) όπου φ είναι η αρχική φάση του κύματος. Αυτή είναι μια πλήρης εξίσωση κυμάτων. Το ωt+φ μπορεί να θεωρηθεί ως η γωνία φάσης του κύματος. Η γωνία φάσης του κύματος περιγράφει πόσες στροφές έχει κάνει το κύμα πηγής. Το τμήμα kx της εξίσωσης κύματος περιγράφει το μήκος που έχει διανύσει το κύμα. Ολόκληρο (ωt – kx + φ) μέρος της εξίσωσης κύματος περιγράφει τη θέση του κύματος από την αρχή καθώς και τη μετατόπιση από το σημείο ισορροπίας.
Τι είναι το Phase Shift;
Η μετατόπιση φάσης είναι μια αλλαγή στη γωνία φάσης. Αυτό μπορεί να συμβεί για διάφορους εξωτερικούς λόγους. Πρώτον, απαιτείται μια σαφής κατανόηση της σκληρής ανάκλασης για να κατανοήσουμε τον πιο κοινό παράγοντα της μετατόπισης φάσης. Όταν ένα κύμα (υποθέτουμε φως) που ταξιδεύει σε ένα μέσο με δείκτη διάθλασης n1 ανακλάται από ένα μέσο με υψηλότερο δείκτη διάθλασης από n1, η γωνία του κύματος μετατοπίζεται κατά 180 μοίρες. Αυτή είναι η μετατόπιση φάσης που εμπλέκεται στον προβληματισμό. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι διαθλάσεις δεν δημιουργούν μετατόπιση φάσης. Όταν ένα κύμα ταξιδεύει σε ένα μέσο, η φάση του κύματος εξαρτάται από το ίδιο το μέσο. Το πραγματικό μήκος που διανύει ένα κύμα πολλαπλασιασμένο με τον δείκτη διάθλασης του μέσου είναι γνωστό ως μήκος της οπτικής διαδρομής της ακτίνας φωτός.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ γωνίας φάσης και μετατόπισης φάσης;
• Η γωνία φάσης είναι μια ιδιότητα του κύματος και εξαρτάται από τις αντανακλάσεις, το μέσο και άλλους εξωτερικούς παράγοντες.
• Μετατόπιση φάσης είναι οι αλλαγές στη φάση του κύματος λόγω εξωτερικών παραγόντων.
• Και οι δύο αυτές ποσότητες μετρώνται σε ακτίνια ή μοίρες.
