Задания № 10, 12 · ОГЭ

Разность фаз

Как сравнить состояния двух колебательных систем
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Разность фаз показывает, насколько состояния двух колебаний сдвинуты друг относительно друга во времени или по углу. По её значению определяют, происходят ли колебания синфазно, противофазно или имеют произвольный фазовый сдвиг.

Разность фазСлово «фаза» происходит от греческого phásis — «появление», «проявление».
Разность фаз \(\Delta\varphi\) — это разность значений фаз двух колебаний в один и тот же момент времени: \(\Delta\varphi=\varphi_2-\varphi_1\). Она характеризует взаимное положение колеблющихся тел в цикле колебания и измеряется в радианах или градусах.

Фаза отдельного колебания описывает его состояние в данный момент: смещение, направление движения и другие параметры. Подробнее это понятие рассматривается на странице фаза колебаний. Для гармонических колебаний важно сравнивать фазы в один и тот же момент времени; отсчёт времени и свойства самих колебаний должны быть согласованы.

\(\Delta\varphi\)
разность фаз
рад
\(T\)
период колебаний
с

Формула и основные случаи

\[\Delta\varphi=\varphi_2-\varphi_1\]

Если колебания заданы уравнениями \(x_1=A\cos(\omega t+\varphi_1)\) и \(x_2=A\cos(\omega t+\varphi_2)\), то разность фаз равна разности их начальных фаз. Она не зависит от времени, если угловые частоты колебаний одинаковы. Период \(T\) связывает фазовый сдвиг с временной задержкой: \(\Delta\varphi=2\pi\frac{\Delta t}{T}\).

  • \(\Delta\varphi=2\pi k\) — колебания синфазны: тела одновременно проходят одинаковые состояния; здесь \(k\) — целое число.
  • \(\Delta\varphi=(2k+1)\pi\) — колебания в противофазе: состояния противоположны, например максимальному смещению одного тела соответствует минимальное смещение другого.
  • Другие значения \(\Delta\varphi\) означают промежуточный фазовый сдвиг.
№
Пример

Пусть \(x_1=A\cos(\omega t)\), а \(x_2=A\cos(\omega t+\pi)\). Тогда \(\Delta\varphi=\pi\), поэтому колебания происходят в противофазе. Если второе колебание запаздывает на \(T/4\), то \(\Delta\varphi=2\pi\cdot\frac{T/4}{T}=\pi/2\).

!
Не путайте

Противофазность не означает, что тела всегда движутся в противоположные стороны. Это означает противоположность их состояний при одинаковых амплитуде и частоте. Кроме того, разность фаз — не то же самое, что разность самих фазовых значений, взятых в разные моменты времени.

Проверьте себя

Два одинаковых колебания сдвинуты по времени на половину периода. Какова их разность фаз?

Разность фаз удобно находить и по графикам: определите, на сколько времени один график сдвинут относительно другого, а затем используйте период колебаний. На странице период колебаний объясняется величина \(T\), а запись фазового сдвига обычно встречается в уравнении колебаний.

Главное за минуту

Главное

  • Разность фаз — разность фаз двух колебаний в один и тот же момент: \(\Delta\varphi=\varphi_2-\varphi_1\).
  • \(\Delta\varphi=2\pi k\) означает синфазность, а \(\Delta\varphi=(2k+1)\pi\) — противофазность.
  • Сдвигу по времени соответствует формула \(\Delta\varphi=2\pi\frac{\Delta t}{T}\); половина периода даёт противофазу.