Wat is faseverschil en hoe bereken ik dit?

Faseverschil geeft aan hoe ver twee trillende deeltjes of twee trillingen uit elkaar lopen in hun beweging. Je kunt het zien als een 'tijdsverschil' of 'plaatsverschil' in hun cyclus. Het faseverschil is een getal zonder eenheid.

Je kunt het faseverschil ($\Delta \phi$) op twee manieren berekenen:

1. Met behulp van afstand en golflengte: $\Delta \phi = \frac{\Delta x}{\lambda}$ Hierbij is $\Delta x$ de afstand tussen de twee punten en $\lambda$ de golflengte.

2. Met behulp van tijd en trillingstijd: $\Delta \phi = \frac{\Delta t}{T}$ Hierbij is $\Delta t$ het tijdsverschil tussen de twee momenten of trillingen en $T$ de trillingstijd.

Wat betekent het faseverschil?

• In fase: Als twee deeltjes in fase trillen, betekent dit dat ze op hetzelfde moment in hun trilling zijn. Ze bereiken bijvoorbeeld tegelijkertijd hun maximale uitwijking of gaan tegelijkertijd door de evenwichtsstand in dezelfde richting. Het faseverschil is dan een heel getal (0, 1, 2, enzovoort).
• In tegenfase: Als twee deeltjes in tegenfase trillen, betekent dit dat ze precies tegenovergesteld bewegen. Als de één omhoog gaat, gaat de ander omlaag. Het faseverschil is dan een half getal (0,5, 1,5, 2,5, enzovoort).

Voorbeeld van faseverschil berekenen:

Stel je voor dat een transversale golf door een koord beweegt.

• De afstand tussen punt O en punt Q is 6 cm ($\Delta x = 6 \text{ cm}$).
• De golflengte ($\lambda$) van de golf is 3 cm ($\lambda = 3 \text{ cm}$).

Vraag: Wat is het faseverschil tussen punt O en punt Q?

Berekening: We gebruiken de formule voor faseverschil met afstand en golflengte: $\Delta \phi = \frac{\Delta x}{\lambda}$

1. Vul de waarden in: $\Delta \phi = \frac{6 \text{ cm}}{3 \text{ cm}}$

2. Bereken het faseverschil: $\Delta \phi = 2$

Wat betekent dit resultaat? Een faseverschil van 2 betekent dat punt Q precies twee hele golflengtes verder is dan punt O. Omdat 2 een heel getal is, trillen punt O en punt Q in fase. Dit wil zeggen dat ze op elk moment precies dezelfde beweging uitvoeren. Als O omhoog beweegt, beweegt Q ook omhoog; als O in de top is, is Q ook in de top. Ze zijn synchroon, maar dan twee 'cycli' van elkaar verwijderd.

Als de trillingstijd $T = 0,33$ s is, dan is het tijdsverschil $\Delta t = 2 \times T = 2 \times 0,33 = 0,66$ s. Dan is $\Delta \phi = \frac{\Delta t}{T} = \frac{0,66 \text{ s}}{0,33 \text{ s}} = 2$. Je ziet dat beide methoden hetzelfde resultaat geven.