Ein mit ω rotierender Zeiger der Länge ŷ erzeugt durch Projektion die Sinusschwingung; sein Drehwinkel φ = ω·t ist die Phase.
Bedeutung (Warum?)
Das Zeigermodell verbindet Kreisbewegung und Schwingung: Die Projektion der gleichförmigen Kreisbewegung auf eine Achse ist harmonisch. Phasenunterschiede werden als Winkel zwischen Zeigern sichtbar.
Nutzen (Wozu?)
Ablesen von Elongation und Bewegungsrichtung zu einem Zeitpunkt, Vergleich zweier Schwingungen (gleich-/gegenphasig), Interferenz von Wellen, Wechselstromgrößen. Thema in Physik der FOS/BOS (Technik), Jahrgangsstufe 12.
Funktionsweise (Wie?)
Zeitpunkt in Phase umrechnen: \(\varphi=\omega t=2\pi\,t/T\). Zeiger zeichnen, Projektion auf die y-Achse ablesen. 90° = oberer Umkehrpunkt, 180° = Ruhelage nach unten, 270° = unterer Umkehrpunkt.
Praxisbeispiel (Wo?)
\(T=0{,}4\,\text{s}\), \(t=0{,}15\,\text{s}\): \(\varphi=2\pi\cdot\tfrac{0{,}15}{0{,}4}=135^{\circ}\) → \(y=\hat y\sin135^{\circ}\approx0{,}71\,\hat y\), Bewegung nach unten.
Merksatz
Zeiger dreht mit ω gegen den Uhrzeigersinn; Projektion = y. Phase = Winkel = ω·t.
Ausführliche Erklärseiten mit Prüfungsbeispielen findest du unter FOS/BOS Physik. Im Aufgabengenerator (Schulart FOS/BOS → Fach Physik → Klasse 12) lassen sich zu diesem Thema beliebig viele Übungsaufgaben mit vollständigem Lösungsweg erzeugen.