Untuk gelombang matematika, fase konstan memberitahu Anda bagaimana perpindahan gelombang dari keseimbangan atau posisi nol. Anda dapat menghitungnya sebagai perubahan fase per satuan panjang untuk gelombang berdiri ke segala arah. Biasanya ditulis menggunakan "phi," ϕ. Anda dapat menggunakannya untuk menghitung berapa banyak osilasi yang dialami gelombang melalui siklusnya.
Untuk menghitung konstanta fase gelombang, gunakan persamaan 2π/λ untuk panjang gelombang "lambda". Panjang gelombang adalah panjang siklus penuh gelombang; misalnya, jika Anda menempatkan sebuah titik di bagian atas "puncak" pada bentuk gelombang dan titik lain di sebuah titik identik pada "puncak" yang berdekatan pada bentuk gelombang yang sama, panjang antara dua titik tersebut adalah panjang gelombang. Konstanta fase tidak berubah dari waktu ke waktu, dan itu menggambarkan perpindahan gelombang di sepanjang sumbu yang dilaluinya.
Persamaan lengkap untuk gelombang harmonik dengan posisi x dan kamu bersama waktu untuk aku s:
y y0 = A sin (2πt/T ± 2πx/λ + )
Di mana kamu0 adalah kamu posisi di x = 0 dan t = 0, SEBUAH adalah amplitudo, T adalah periode dan "phi" ϕ adalah konstanta fase.
Untuk gelombang sinusoidal ini, periode T = 1/f untuk frekuensi (f), yaitu berapa banyak siklus gelombang melewati titik tertentu per detik. Sisi kiri y y0 adalah perpindahan gelombang di kamu arah dari posisi awal, dan nilai dalam tanda kurung 2πt/T ± 2πx/λ + adalah fase.
Konstanta Fase dan Perbedaan Fase
Meskipun Anda dapat menghitung kecepatan gelombang dengan mengalikan frekuensi waktu panjang gelombangnya, v = fλ, Anda juga dapat menghitung kecepatan sebagai perbedaan antara dua fase. Untuk dua pasang yang berbeda dari x dan untuk, Anda dapat menulis fase ϕ1 dan ϕ2 sebagai 2πt1/T ± 2πx1/λ + dan 2πt2/T ± 2πx2/λ + ϕ.
Mengurangi satu fase dari yang lain dan menulis ulang mereka memberi Anda 2π(t2 t1)/T ± 2π(x1 x2)/λ = 0, yang dapat ditulis dengan "delta" x dan t untuk perubahan posisi dan waktu, masing-masing. Ini memberi Anda 2πΔt/T ± 2πΔx/λ = 0.
Bagilah kedua ruas persamaan dengan 2π dan atur ulang untuk mendapatkan x/Δt = /T. Karena x/Δt adalah kecepatan (v), Anda mendapatkan /T atau f untuk kecepatan gelombang di kedua arah (diberikan oleh – atau +).
Derivasi Tbis berarti ilmuwan dan insinyur dapat menggunakan perbedaan fase antara dua gelombang untuk menentukan seberapa jauh dua gelombang dari satu sama lain atau seberapa cepat mereka terhadap satu lain. Dalam teknologi sonar dan ekolokasi, gelombang suara melalui media yang berbeda, seperti air atau udara, memungkinkan para ilmuwan mengetahui lokasi objek di bawah air.
Rumus Excel untuk Konstanta Fase
Jika Anda memiliki banyak data tentang gelombang, Anda dapat menggunakan metode perhitungan Microsoft Excel dalam menentukan konstanta fase. Tetapkan setiap variabel ke kolom tertentu dalam spreadsheet Excel, dan gunakan untuk membuat kolom akhir untuk menghitung perpindahan. Jika Anda mengetahui panjang gelombang gelombang, Anda dapat menghitung konstanta fase sebagai 2π/λ_._
Karena konstanta fase dapat bervariasi di antara gelombang yang berbeda, gunakan rumus di Excel untuk membandingkan perbedaannya. Rumus perbedaan persentase adalah salah satu metode untuk melakukan itu.
Jika konstanta fase bervariasi pada beberapa gelombang, Anda juga dapat menggunakan rumus Excel untuk menghitung persentase perpindahan total total dengan menjumlahkan konstanta fase. Anda kemudian dapat membaginya dengan jumlah gelombang yang Anda miliki untuk mendapatkan konstanta fase gelombang rata-rata. Kemudian, Anda dapat menggunakan rumus selisih persentase Excel dengan membagi nilai perbedaan setiap gelombang dari rata-rata dengan rata-rata.