Для связи в whatsapp +905441085890

Фаза колебаний в физике

Фаза колебаний

Фаза колебаний — это аргумент периодически изменяющейся функции, описывающей колебательный или волновой процесс.
Для гармонических колебаний

Фаза колебаний в физике
(1.58)

где Фаза колебаний в физике — фаза колебания, Фаза колебаний в физике — амплитуда, Фаза колебаний в физике — круговая частота, Фаза колебаний в физике — время, Фаза колебаний в физике — начальная (фиксированная) фаза колебания: в момент времени Фаза колебаний в физике. Фаза выражается в радианах.

Фаза гармонического колебания при постоянной амплитуде определяет не только координату колеблющегося тела в любой момент времени, но и скорость и ускорение, которые тоже изменяются по гармоническому закону (скорость и ускорение гармонических колебаний — это первая и вторая производные по времени функции (1.58), которые, как известно, снова дают синус и косинус). Поэтому можно сказать, что фаза определяет при заданной амплитуде состояние колебательной системы в любой момент времени.

Два колебания с одинаковыми амплитудами и частотами могут отличаться друг от друга фазами. Так как Фаза колебаний в физике, то Фаза колебаний в физике

Отношение Фаза колебаний в физике показывает, какая часть периода прошла от момента начала колебаний. Любому значению времени, выраженному в долях периода, соответствует значение фазы, выраженной в радианах (рис. 57). Сплошная кривая на рис. 57 — это зависимость координаты от времени и одновременно от фазы колебаний (верхние и нижние значения на оси абсцисс соответственно) для точки, совершающей гармонические колебания по закону:

Фаза колебаний в физике
(1.59)
Фаза колебаний в физике
Рис. 57

Здесь начальная фаза равна нулю Фаза колебаний в физике. В начальный момент времени амплитуда максимальна. Это соответствует случаю колебаний тела, прикреплённого к пружине (или маятника), которое в начальный момент времени отвели от положения равновесия и отпустили. Описание колебаний, начинающихся из положения равновесия (например, при кратковременном толчке покоящегося шарика), удобнее вести с помощью функции синуса:

Фаза колебаний в физике
(1.60)

Как известно, Фаза колебаний в физике, поэтому колебания, описываемые уравнениями (1.59) и (1.60), отличаются друг от друга только фазами. Разность фаз, или сдвиг фаз, составляет Фаза колебаний в физике. Чтобы определить сдвиг фаз, нужно колеблющуюся величину выразить через одну и ту же тригонометрическую функцию — косинус или синус. Пунктирная кривая на рис. 57 (это график уравнения (1.60)) сдвинута относительно сплошной на Фаза колебаний в физике.

Эта лекция взята со страницы лекций по всем темам предмета физика:

Предмет физика

Возможно эти страницы вам будут полезны:

Свободные колебания в физике
Динамика свободных колебаний в физике
Затухающие колебания в физике
Вынужденные колебания в физике