Desplazamiento de onda con diferencia de fase 180

Este desplazamiento de onda (el eje y de su gráfico) está trazando un movimiento armónico simple, es decir, oscilando entre -A y +A de forma sinusoidal. Una forma más esclarecedora (que de hecho es más natural) de imaginar esto sería considerar una onda en general como una onda sinusoidal y observar el movimiento de cualquier punto único específico en dicha forma de onda como una función del tiempo. Se parece a esto (tomado de wikipedia):

Por lo tanto, cada punto experimenta un movimiento armónico simple, con su desplazamiento del valor medio oscilando entre$-A$a$+A$. !Este movimiento periódico se caracteriza por algún período de tiempo$T$, o en términos de su inversa, frecuencia$\nu$.

Por otro lado, imagina una partícula girando en un círculo. Si proyectas este movimiento sobre el diámetro de este círculo, nuevamente es un movimiento armónico simple. La correspondencia se ve algo así:

Esta correspondencia es más fácil de ver con las matemáticas, sin embargo, evitaré entrar en ella al principio ( házmelo saber a través de un comentario si lo deseas, ¡estaré encantado de editarlo e incorporarlo! )

Ahora, esta correspondencia nos da un muy buen beneficio, que es hacer una analogía. Dado que dos puntos cualesquiera de un círculo deben tener la misma distancia desde el origen, están separados solo por la coordenada angular$\theta$. Tomemos por ejemplo su reloj de pared. Si toma la marca de las 12 en punto como un estándar con respecto al cual mide ángulos, la marca de las 3 en punto formará un ángulo$90^{\circ}$wrt la marca cero y la marca de las 9 en punto está más adelante en un ángulo$180^{\circ}$. Así, estos ángulos definen, en cierto sentido, la posición del punto sobre el círculo . Como último paso, considere el caso especial del movimiento circular uniforme, es decir, el círculo se traza a una velocidad uniforme.$\omega = \frac{d\theta}{dt}$dónde$\omega$se llama frecuencia angular. Así, en cualquier instante de tiempo,$\theta = \omega t$, que se llama la fase instantánea , define para usted la posición de la partícula en este círculo equivalente, en relación con la marca cero.

La partícula en el círculo completa una rotación completa cuando ha recorrido$360^{\circ}$, y alcanza el extremo diametralmente opuesto al atravesar$180^{\circ}$. Por lo tanto, su coordenada y dice$-A$en el segundo caso. Así, para alguna ola no. 2 que es$180^{\circ}$por delante de alguna ola no. 1, es como trazar el mismo camino pero haber comenzado antes que la ola no. 1, ya está a la mitad del camino. Entonces, es efectivamente lo mismo que estar medio ciclo por delante .

Solo un par de breves palabras de advertencia:

1. Hablé en términos de tiempo, mientras que tu gráfico habla en términos de distancia, algo así como una onda espacial. No importa, la formulación se extiende exactamente.

2. En la analogía del reloj, fijé la marca cero en la marca de las 12 en punto, que era más limpia para ese ejemplo, pero por lo demás no es convencional desde el punto de vista de la definición de fase. Generalmente, los ángulos se miden desde el eje x, la marca de las 3 en punto. Claramente, sin embargo, no hace ninguna diferencia si está de acuerdo con leer la fase como$\theta - \theta_0$, dónde$\theta_0$es la fase inicial, en$t=0$, o época , como ellos la llaman.

Significa que la segunda onda se desplaza horizontalmente medio ciclo (un desplazamiento de 360 ​​no tendría ningún efecto porque será un ciclo completo). Entonces, en un cambio de 180, los picos están en las posiciones de los valles y viceversa