Peržiūrėti šaltinį Fazė

{{beviltiškas}}
Sąvoka '''fazė''' [[bangų fizika|bangų fizikoje]] yra susijusi su aprašomo [[kompleksinis skaičius|kompleksiniais]] kintamaisiais [[Fizika|fizikinio]] dydžio matematiniu atvaizdavimu. Fazė yra [[kampas]], kurį sudaro fizikinį dydį kompleksinėje plokštumoje vaizduojantis [[vektorius]] su realiųjų skaičių ašimi. Kuomet fizikinis dydis kinta [[laikas|laike]] arba [[erdvė]]je, kinta jį aprašantis kompleksinis skaičius. Kuomet kinta kampas tarp kompleksinio dydžio vektoriaus ir realiųjų skaičių ašies, tuomet kinta ir fizikinio dydžio fazė. Jei fizikino dydžio fazės kitimas yra [[tiesė|tiesinis]] laikui begant arba padėčiai besikeičiant, tuomet fizikoje yra kalbama apie [[harmoninis|harmoninę]] fizikinio dydžio priklausomybę, nes pagal [[Oilerio formulė|Oilerio formulę]] kompleksinio argumento eksponentė yra atskiriama į realią ir menamą dalis, aprašomas [[Trigonometrinės funkcijos|trigonometrinėmis funkcijomis]]. Fazės sąvoka yra lengviau suvokti nagrinėjant elementarius atsikartojančius procesus, aprašomus paprastomis [[sinusas|sinuso]] arba [[kosinusas|kosinuso]] funkcijomis. Šiuo atveju '''fazė''' yra periodinio vyksmo ciklo dalis, atitinkanti tam tikrą dydžio pokytį, įvykusį nuo proceso stebėjimo pradžios t = 0.

Fazės sąvoka taip pat plačiai naudojama [[signalas|signalų]] analizėje nagrinėjant [[dažnis|dažninės]] signalo charakteristikas,<ref> [http://www.sengpielaudio.com/calculator-timedelayphase.htm Calculation of phase angle (phase difference) from time delay (time of arrival ITD) and frequency - Connection between phase, phase angle, frequency, and time of arrival (delay)] </ref><ref>{{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20101129024302/http://sengpielaudio.com/calculator-timedelayphase.htm |tarih=29 Kasım 2010 }}
* [https://web.archive.org/web/20100324085015/http://www.ac.wwu.edu/~vawter/PhysicsNet/Topics/ACCircuit/PhaseAngle.html Phase angle]</ref> gaunamas atlikus signalą aprašančio dydžio [[Furjė transformacija|Furjė transformaciją]]. Fazės sąvoka yra intuityvi signalų spektriniame nagrinėjime, kadangi Furjė transformacijos rezultatas gali būti interpretuotas kaip [[signalas|signalą]] sudarančių trigonometrinių funkcijų kompleksinių [[amplitudė|amplitudžių]] nustatymas. Ši procedūra leidžia sudėtingiausią signalą nagrinėti, kaip atskyrų harmoninių svyravimų sumą - bangų [[interferencija]]. Ta pati metodika gali būti taikoma net tik [[laikas|laike]] kintantiems signalams, bet ir [[erdvė]]je. Elementaraus harmoninio proceso pavyzdys gali būti stygos svyravimas, kuomet laike kinta stygos taško padėtis, arba kinta stygos aukštis erdvėje''':'''
[[Vaizdas:Simple harmonic motion.png|thumb|Stygos svyravimas pradėtas stebėti laiko momentu t = 0.]]

ir yra aprašomas formule''':'''

: <math>x(t) = A\cdot \sin( 2 \pi f t + \theta ),\,</math>

kur A yra svyravimo [[amplitudė]], f yra [[dažnis]]. Dažnio ''f'' virpesys turi [[periodas|periodą]] <math>T=\frac{1}{f}.</math>&nbsp;&nbsp; <math>t\, </math> yra nuo stebėjimo pradžios praėjęs laikas, o dydis <math>\theta</math> yra svyravimo '''pradinė fazė'''. Ji aprašo pradinį stygos taško poslinkį nuo pusiausvyros padėties stebėjimo pradžios momentu t = 0. Reiškinys po sinuso argumentu yra '''bendroji fazė'''.

Kuomet kalbama apie fazę dažnai reiškinio supratime kyla problemos dėl skirtumų naudojamuose apibrėžimuose ''':'''
* Pakeitus svyravimo apibrėžime sinuso funkcija į kosinuso, pradinis stygos poslinkis &nbsp;<math>\cos( 2 \pi f t + \theta )\,</math>&nbsp; bus kitokios vertės, nors ''pradinė fazė'' bus ta pati.
* Nuo laiko priklausantis trigonometrinės funkcijos argumentas (kampas) &nbsp;<math>2 \pi f t + \theta,\,</math>&nbsp; arba dydžio [[modulis]] pagrindu <math>2\pi</math>, dažnai sutrumpintai vadinamas fazė.

== Fazės poslinkis ==

[[Vaizdas:Phase shift.png|thumb|Fazės poslinkio iliustracija. Horizontali ašis atitinka laike didejantį kampą (fazę).]]

Pradinė fazė <math>\theta\,</math> taip pat vadinama '''fazės poslinkiu''', kadangi ji atitinka argumento prieaugį nuo nulinės fazės vertės. Taip pat ši sąvoka būna vartojama pokyčių dydyje <math>\theta\,</math> apibrėžti.

Pakankamai ilgiems laiko tarpams pokytis dydyje <math>\theta</math> atitinka poslinkį laike - '''delsą'''. Jei <math>x(t)\,</math> yra uždelsiama (pastumiama laike) per <math>\begin{matrix} \frac{1}{4} \end{matrix}\,</math> nuo ciklo pradžios, priklausomybė tampa''':'''
:{|
|<math>x(t - \begin{matrix} \frac{1}{4} \end{matrix}T) \,</math>
|<math>= A\cdot \sin(2 \pi f (t - \begin{matrix} \frac{1}{4} \end{matrix}T) + \theta) \,</math>
|-
|
|<math>= A\cdot \sin(2 \pi f t - \begin{matrix}\frac{\pi }{2} \end{matrix} + \theta ),\,</math>
|}

kur jos "nauja" fazė dabar yra <math>\theta - \begin{matrix}\frac{\pi }{2} \end{matrix}.</math> &nbsp;
Duotu atveju fazė buvo paslinkta per <math>\begin{matrix}\frac{\pi }{2} \end{matrix}</math>.

== Fazių skirtumas ==
[[Vaizdas:Sine waves same phase.svg|thumb|Vienodos fazės bangos]]
[[Vaizdas:Sine waves different phase.svg|thumb|Skirtingų fazių bangos]]
[[Vaizdas:Phase-shift illustration.png|right|thumb|Kairė: [[plokščia banga|plokščios bangos]], judančios iš viršaus į apačią amplitudės realioji dalis. Dešinė: ta pati banga po to, kai jos centrinė dalis sutiko savo kelyje stiklo plokštelę. Tuo būdu, tarp centrinės dalies ir kitų dalių atsiado fazių skirtumas. (Iliustracijoje ignoruojami [[difrakcija|difrkacijos]] efektai, kas yra teisinga mažesniems nei plokštelė bangos ilgiams).]]

Sakoma, kad du svyravimai, vykstantis tuo pačiu dažniu, bet turintys skirtingas pradines fazes, turi '''fazių skirtumą''', o svyravimai yra '''išfazuoti'''. Šis fazių skirtumas gali būti išreiškiamas [[Laipsnis (kampas)|laipsniais]] ir įgija vertes nuo 0° iki 360°; kuomet naudojami [[radianas|radianai]], jo vertė kinta nuo 0 iki 2π. Kuomet fazių skirtumas yra 180 laipsnių (π radianų), tuomet svyravimai vyksta '''priešfazėje'''. Kuomet dvi vienodo dažnio bangos kažkuriame erdvės taške arba kažkurio laiko momentu yra priešfazėje, tuomet įvyksta '''destruktyvi [[interferencija]]''' ir tame taške fizikinio dydžio vertė yra lygi [[amplitudė|amplitudžių]] skirtumui. Fizikoje dažna situacija, kuomet terpėse sklinda vienodo dažnio, bet skirtingų fazių bangos. Fazių skirtumas nulemia tai, kaip bangos interferuos tarpusavyje - ar jos sustiprins viena kitą, ar jos nuslopins viena kitą. Vienodų amplitudžių bangų destruktyvi interferencija sąlygoja bendra amplitudę lygia nuliui. Tuo būdu, fazės reikšme interferencijoje yra panaši į [[potencialas|potencialą]] [[elektrostatika|elektrostatikoje]] - svarbi yra ne '''absoliuti''' reikšmė, bet reikšmių '''skirtumas'''.

Pavyzdžiui, [[Žemė]]s sukimasis yra periodinis procesas. Praktinę reikšmę turi ne absoliuti [[kampas|kampo]] vertė nuo Žemės sukimosi pradžios, o kampų skirtumai, kuriuos įprasta išreikši laiko vienetais. Fazių skirtumai šiuo atveju taip pat atitinka skirtingas [[laiko juosta]]s.

== Šaltiniai ==
{{išn}}

== Taip pat skaitykite ==
* [[Amplitudė]]
* [[Fazinis greitis]]
* [[Grupinis greitis]]
* [[Signalinis greitis]]

[[Kategorija:Fizika]]