Düzlem dalga

Fizikte düzlem dalgalar, uzayda herhangi bir yöne dik düzlemler şeklinde hareket eden dalgalardır. Bu dalgalar, hareket ettikleri yöne dik bir kesit boyunca aynı değeri verir. x ekseninde ${\displaystyle v}$ hızında hareket eden bir düzlem dalganın fonksiyonu,

${\displaystyle F(x,t)=g(x-vt)}$

3 boyutta hareket eden bir düzlem dalga

şeklinde yazılabilir. Genelde düzlem dalga tabiri monokromatik düzlem dalgaları belirtmek için kullanılır; bu tip birer sinüs dalgası olarak hareket etmektedir ve dalga denkleminin en basit çözümü olarak kabul edilebilir. Bu tip dalgalar genellikle fazör gösterimi kullanılarak karmaşık fonksiyonlarla ifade edilir:[1][2]

${\displaystyle F(x,t)=Ae^{i(k\cdot r-\omega t)}}$

Bu ifadede ${\displaystyle k}$ dalga vektörüne ve ${\displaystyle \omega }$ da açısal frekansa tekabül eder. Düzlem dalgalar teknik olarak hareket ettikleri düzlemler boyunca sonsuz bir alanı kaplarlar ve boşlukta hareket ederken dağılmazlar; bu dalgaların gerçekte fiziksel olarak oluşması bu nedenle mümkün değildir. Buna karşın düzlem dalgalar dalga denkleminin basit bir çözümünü oluşturduğundan dolayı elektromanyetizma ve optikte modellemede sıklıkla kullanılır. Çok uzaktan gelen dalgalar (örnek olarak güneş ışınları) bir düzlem dalga olarak modellenebilmektedir. Lineer ortamlarda elektromanyetik dalga denklemi gibi denklemlerin çözümleri birden fazla düzlem dalganın toplamı olarak yazılabilir: bu süperpozisyon prensibinin bir sonucudur.[3][4]