Фаза колебаний

Иллюстрация смещения по фазе волны в четверть фазы.

Фа́за колеба́ний — физическая величина, при заданной амплитуде и коэффициенте затухания, определяющая состояние колебательной системы в любой момент времени. Если колебания системы описываются синусоидальным (косинусоидальным) или экспоненциальным законами:

$A \cos(\omega t + \varphi _0)$,

$A\sin(\omega t + \varphi _0)$,

$e^{i(\omega t + \varphi _0)}$,

то фаза колебаний определяется как аргумент периодической функции, описывающей гармонический колебательный процесс ($\omega$— угловая частота (чем величина выше, тем на большее значение изменяется угол за ед. времени), t— время, $\varphi _0$— (угол в начале колебаний) начальная фаза колебаний, то есть фаза колебаний в начальный момент времени t = 0).

Фаза обычно выражается в угловых единицах (радианах, градусах) или в циклах (долях периода):

1 цикл = 2π радиан = 360 градусов.

Строго говоря, этот термин относится только к колебаниям, но его также применяют и к другим периодическим и квазипериодическим процессам.

Если две волны полностью совпадают друг с другом (по длительности периода - т.е. времени, за которое угол совершает изменение на 360 град.) - говорят, что волны находятся в фазе. В случае, если в том месте, где у одной волны находится область высокой плотности (максимум), у другой находится область низкой плотности (минимум) (и периоды волн т.о. равны) - говорят, что волны находятся в противофазе. При этом, если волны одинаковые (по амплитуде), происходит их взаимное уничтожение (в природе это бывает крайне редко, чаще противофазные волны разной амплитуды при наложении формируют новую волну, сильно отличающуюся от первоначальных - искажение).

См. также

• Фаза