magnitud

fase

La posición de un punto en el tiempo dentro de un ciclo de onda, crucial para la interferencia.
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Descripción

La fase es la posición de un punto en el tiempo dentro de un ciclo de onda, medida en grados o radianes. Determina cómo se alinean las ondas entre sí, lo cual es crucial para la interferencia, la difracción y la resonancia. Cuando dos ondas de la misma frecuencia se encuentran, su diferencia de fase dicta si se refuerzan (interferencia constructiva) o se cancelan (interferencia destructiva), un principio que subyace a muchos fenómenos ópticos y acústicos.

Historia

El concepto de fase en el movimiento ondulatorio se desarrolló en el siglo XIX, particularmente a través del trabajo de Thomas Young sobre la interferencia y de Augustin-Jean Fresnel sobre la óptica ondulatoria.

Cómo funciona

Una onda, como una onda de luz o sonido, oscila de manera sinusoidal. La fase describe en qué punto de ese ciclo se encuentra la onda en un momento dado. Cuando las ondas se combinan, sus amplitudes se suman vectorialmente, con diferencias de fase de 0° produciendo el máximo refuerzo y de 180° produciendo cancelación. La fase también es esencial en la mecánica cuántica, donde la fase de la función de onda conduce a efectos de interferencia como los del experimento de la doble rendija.

En la práctica

El control de fase se utiliza en tecnologías como el radar de matriz en fase, los auriculares con cancelación de ruido y la interferometría óptica para mediciones de precisión.

Dato curioso

En la computación cuántica, la fase de la función de onda de un qubit es un recurso clave, y su manipulación permite algoritmos que superan a las computadoras clásicas en ciertas tareas.

Concept graph →

Fórmulas

$$\psi(t) = A e^{-\omega_I t} \cos(\omega_R t - \phi)$$
A damped oscillation describes the decay of quasinormal modes.
Qué hay en la fórmula
ψvariableperturbation amplitude — función de onda
Avariableinitial amplitude — amplitud
ω_Ivariableimaginary part of frequency (decay rate) — tasa de desintegración per second
ω_Rvariablereal part of frequency (oscillation frequency) — frecuencia angular per second
φvariablephase offset — fase
$$P(k) \propto k^{n} \sin[\rho \ln(k) + \phi]$$
Power spectrum oscillations from massive fields imprint logarithmic oscillations.
Qué hay en la fórmula
P(k)variablepower spectrum as function of wavenumber — espectro de potencia cubic metre
kvariablewavenumber — número de onda reciprocal metre
nvariablespectral index — índice espectral
ρvariableoscillation frequency parameter — oscillation frequency parameter
φvariablephase offset — fase radian
lnoperadortakes the natural logarithm of its argument — logaritmo natural
sinoperadorcomputes the sine of the argument — sine function
$$\phi = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta n L$$
Phase shift depends on refractive index change and path length.
Qué hay en la fórmula
phivariablephase shift — fase radian
lambdavariablewavelength — longitud de onda metre
Delta nvariablerefractive index change — refractive index change
Lvariablepath length — longitud metre

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