הסטת שלב לעומת זווית שלב
הסטת שלב וזווית פאזה הם שני היבטים מרכזיים של גל. מאמר זה מציג את ההגדרות, קווי הדמיון ולבסוף את ההבדלים בין הסטת פאזה וזווית פאזה.
מהי זווית שלב?
כדי להבין את זווית הפאזה, יש להבין תחילה את ההתנהגויות הבסיסיות של גל. ניתן להגדיר גל נע באמצעות המשוואה Y(x)=A sin (ωt – kx); כאשר Y(x) הוא התזוזה על ציר y בנקודה x, A הוא משרעת הגל, ω הוא התדר הזוויתי של הגל, t הוא הזמן, k הוא וקטור הגל או מכונה לפעמים מספר גל, x הוא הערך על ציר x.ניתן לפרש את השלב של גל בכמה דרכים. הנפוץ ביותר הוא (ωt - kx) חלק מהגל. ניתן לראות שב-t=0 ו-x=0, הפאזה היא גם 0. ωt הוא מספר הסיבובים הכוללים שמקור הגל עשה כאשר הזמן הוא t, (ωt – kx) הוא סך כל הזווית ה המקור התהפך. משוואת הגלים המתוארת לעיל תקפה רק עבור גלים סינוסואידים בעלי תזוזה אפסית ומהירות אפס בזמן שווה לאפס. צורה מתקדמת יותר של משוואת הגלים יכולה להיכתב כ-Y(x)=A sin (ωt – kx + φ) כאשר φ הוא השלב הראשוני של הגל. זוהי משוואת גלים שלמה. ניתן להתייחס ל-ωt+φ כזווית הפאזה של הגל. זווית הפאזה של הגל מתארת כמה סיבובים ביצע גל המקור. החלק kx של משוואת הגלים מתאר את אורך הגל שעבר. החלק השלם (ωt – kx + φ) של משוואת הגלים מתאר את מיקום הגל מהמקור וכן את התזוזה מנקודת שיווי המשקל.
מהי הסטת שלב?
הסטת שלב היא שינוי בזווית הפאזה. זה יכול לקרות מסיבות חיצוניות שונות. ראשית, יש צורך בהבנה ברורה של השתקפות קשה כדי להבין את הגורם הנפוץ ביותר של שינוי פאזה. כאשר גל (נניח שאור) נע במדיום עם מקדם שבירה של n1 מוחזר ממדיום בעל מקדם שבירה גבוה יותר מ-n1, זווית הגל נעה ב-180 מעלות. זהו שינוי השלב הכרוך בהשתקפות. חשוב לציין ששבירה לא יוצרות שינוי פאזה. כאשר גל נע על תווך, שלב הגל תלוי בתווך עצמו. האורך האמיתי שגל עבר כפול באינדקס השבירה של המדיום ידוע כאורך הנתיב האופטי של קרן האור.
מה ההבדל בין זווית פאזה להיסט פאזה?
• זווית פאזה היא תכונה של הגל ותלויה בהשתקפויות, במדיום ובגורמים חיצוניים אחרים.
• הסטת פאזה היא השינויים בשלב הגל עקב גורמים חיצוניים.
• שתי הכמויות האלה נמדדות ברדיאנים או מעלות.
