Skirtumas tarp fazinio ir grupinio greičio

Fazinis greitis prieš grupės greitį

Fazinis ir grupės greitis yra dvi labai svarbios fizikos sąvokos. Jie vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį tokiose srityse kaip bangų mechanika, optika, kvantinė mechanika ir net garso inžinerija. Labai svarbu gerai suprasti tiek fazės, tiek grupės greitį, kad būtų geriau tokiose srityse. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra fazės ir grupės greitis, grupių greičio ir fazės greičio apibrėžimus, jų pritaikymą, panašumus ir galiausiai skirtumą tarp šių dviejų.

Kas yra fazės greitis?

Fazinis greitis yra sąvoka, aptariama skleidžiant bangas. Fazės bangos greitis yra sklindančios „fazės“ greitis. Kad būtų aiškiau, tarkime, kad bangos kraštinė juda ašies x kryptimi. Fazės greitis yra x pasirinkto taško ties ketera greičio x komponentas. Tai taip pat galima gauti padalinus bangos ilgį iš laiko, per kurį vienas bangos ilgis praeina pasirinktą tašką. Šis laikas yra lygus svyravimo laikotarpiui, kuris sukelia bangą. Dabar apsvarstykite standartinę sinuso bangą A sin (wt - kx), kur w yra šaltinio kampinis greitis, t yra laikas, k yra bangos skaičius (visų bangos ilgių skaičius per 2π ilgį), o x yra padėtis ant x ašies. Ties ketera wt - kx lygus nuliui. Todėl fazės greitis (x / t) yra lygus w / k. matematiškai reikšmė p = wt - kx yra bangos fazė.

Kas yra grupės greitis?

Grupės greitis aptariamas bangų superpozicijoje. Norint suprasti grupės greitį, pirmiausia reikia suprasti superpozicijos sąvoką. Kai dvi bangos įsiterpia viena į kitą erdvėje, gaunamas svyravimas yra šiek tiek sudėtingesnis nei sinuso elgesys. Dalelė taške svyruoja kintant amplitudėms. Maksimali amplitudė yra dviejų pradinių bangų amplitudžių vieningumas. Mažiausia amplitudė yra mažiausias skirtumas tarp dviejų originalių amplitudžių. Jei abi amplitudės yra vienodos, didžiausia yra dvigubai didesnė už amplitudę, o mažiausia - lygi nuliui. Aiškumo dėlei tarkime, kad dvi moduliuotos bangos yra vienodos amplitudės ir skirtingo dažnio. Dėl to aukštesnio dažnio banga yra apgaubiama mažesnio dažnio banga. Tai sukelia bangų, supakuotų į voką, grupę. Šio apvalkalo greitis yra grupės bangos greitis. Reikia pažymėti, kad stovint bangai grupės greitis yra lygus nuliui. Kad grupės greitis būtų lygus nuliui, abi bangos turi būti to paties dažnio ir turi būti priešingos važiavimo kryptys.