Фазовая скорость
-
Определение фазовой скорости
- Фазовая скорость — это скорость распространения фазы в любой среде.
- Фазовая скорость определяется как скорость, с которой перемещается любая заданная фаза волны.
-
Связь с длиной волны и периодом времени
- Фазовая скорость выражается через длину волны λ и период времени T.
- Фазовая скорость также может быть выражена через угловую частоту волны ω и волновое число k.
-
Пример расчета фазовой скорости
- Для косинусоидальной волны A cos(kx — wt) можно вычислить фазовую скорость для определенной фазы.
- Фазовая скорость равна ω / k, что соответствует угловой частоте и волновому числу.
-
Обратная зависимость между угловой частотой и волновым числом
- Фазовая скорость обратно пропорциональна угловой частоте и волновому числу.
- При увеличении частоты длина волны уменьшается, чтобы сохранить фазовую скорость постоянной.
-
Фазовая скорость и электромагнитное излучение
- При определенных условиях фазовая скорость электромагнитного излучения может превышать скорость света в вакууме.
- Это явление было теоретически описано физиками Зоммерфельдом и Бриллюэном.
-
Расширение определения фазовой скорости
- Определение фазовой скорости может быть расширено на серию волн или сигнал, состоящий из нескольких волн.
- Для этого необходимо представить сигнал в виде низкочастотной огибающей, умноженной на несущую.
-
Групповая скорость
- Групповая скорость определяется как скорость огибающей волны в суперпозиции нескольких синусоидальных волн.
- В случае непрерывного дифференциала групповая скорость становится определением.
-
Связь групповой скорости с фазовой скоростью и показателем преломления
- Отношение между фазовой скоростью и групповой скоростью зависит от показателя преломления.
- При недисперсионной среде групповая скорость равна фазовой скорости.
- Коэффициент дисперсии среды определяется как отношение ω(k).
-
Рекомендации и сноски
- Статья содержит ссылки на дополнительные материалы и библиографию.
Полный текст статьи: