Traçando o Gráfico da Função de Onda

Considere a equação de onda para uma onda senoidal se movendo na direção positiva de x. A equação de onda é uma função tanto da posição quanto do tempo. A partir da equação de onda, dois gráficos diferentes podem ser traçados.

Se um tempo específico for considerado, digamos t = 0, isso significa que é tirada uma "foto" da onda, e o gráfico obtido é a forma da onda em t=0. Este gráfico é chamado de gráfico de deslocamento versus posição, e representa o deslocamento da partícula a partir da sua posição de equilíbrio como função da posição. O comprimento de onda pode ser deduzido a partir deste gráfico. O ponto mais alto da onda a partir da posição de equilíbrio é conhecido como crista, e o ponto mais baixo é conhecido como vale. A distância entre dois vales ou duas cristas consecutivas com a mesma altura e a mesma inclinação é o comprimento de onda de uma onda. Considerando o caso de uma onda transversal em uma corda, o gráfico representa a forma real da corda em um instante no tempo.

Por outro lado, quando uma coordenada específica é escolhida, digamos x = 0, traçar a equação de onda resulta em um gráfico de deslocamento versus tempo. Este gráfico representa o deslocamento da partícula como função do tempo. O período da onda pode ser obtido a partir do gráfico. O tempo que a partícula leva para uma oscilação completa é o período da onda.

Na equação de onda, o argumento da função cosseno é chamado de fase da onda. Esta é uma grandeza angular, e é medida em radianos. O valor da fase para quaisquer valores de x e t determina qual parte do ciclo senoidal está ocorrendo em um ponto e momento específico. Para uma crista, quando a função cosseno tem um valor de 1, a fase pode ser 0, 2π, 4π, 6π, etc. Por outro lado, para um vale, quando a função cosseno tem um valor de -1, a fase pode ser π, 3π, 5π, 7π, etc. A velocidade de fase é a velocidade com que a onda se move mantendo a fase constante. A expressão para a velocidade de fase é dada da seguinte forma: