Starpība starp fāzes un grupas ātrumu

Fāzes ātrums vs grupas ātrums

Fāzes ātrums un grupas ātrums ir divi fizikā ļoti svarīgi jēdzieni. Viņiem ir būtiska loma tādās jomās kā viļņu mehānika, optika, kvantu mehānika un pat skaņu inženierija. Lai izceltos šādos laukos, ir ļoti svarīgi precīzi izprast gan fāzes, gan grupas ātrumu. Šajā rakstā mēs diskutēsim par to, kas ir fāzes ātrums un grupas ātrums, grupas ātruma un fāzes ātruma definīcijas, to pielietojumi, to līdzības un visbeidzot atšķirība starp šiem diviem.

Kas ir fāzes ātrums?

Fāzes ātrums ir jēdziens, kas tiek apspriests viļņu izplatībā. Viļņa fāzes ātrums ir “fāzes”, kas izplatās, ātrums. Skaidrībai pieņemsim, ka viļņa korelācija virzās ass x virzienā. Fāzes ātrums ir izvēlētā punkta augstuma centrā x ātruma komponents. To var iegūt arī, dalot viļņa garumu ar laiku, kas vajadzīgs, lai viens viļņa garums pārsniegtu izvēlēto punktu. Šis laiks ir vienāds ar svārstību periodu, kas izraisa vilni. Tagad apsveriet standarta sinusoidālo viļņu A sin (wt - kx), kur w ir avota leņķiskais ātrums, t ir laiks, k ir viļņa numurs (pilnīgu viļņu garumu skaits uz 2π garumu), un x ir pozīcija uz x ass. Apvidū wt - kx ir vienāds ar nulli. Tāpēc fāzes ātrums (x / t) ir vienāds ar w / k. matemātiski vērtība p = wt - kx ir viļņa fāze.

Kas ir grupas ātrums?

Grupas ātrums tiek apspriests viļņu superpozīcijā. Lai saprastu grupas ātrumu, vispirms ir jāsaprot superpozīcijas jēdziens. Kad divi viļņi pārtver viens otru telpā, izrietošās svārstības ir nedaudz sarežģītākas nekā sinusa uzvedība. Daļiņa punktā svārstās ar dažādu amplitūdu. Maksimālā amplitūda ir sākotnējo viļņu divu amplitūdu vienādība. Minimālā amplitūda ir minimālā starpība starp abām sākotnējām amplitūdām. Ja abas amplitūdas ir vienādas, maksimālā ir divreiz lielāka par amplitūdu un minimālā ir nulle. Skaidrības labad pieņemsim, ka diviem modulētajiem viļņiem ir viena amplitūda un dažādas frekvences. Tas izraisa viļņa ar augstāku frekvenci apņemšanos ar zemāku frekvenci. Tas izraisa viļņu grupu, kas iesaiņota aploksnē. Šīs aploksnes ātrums ir viļņa grupas ātrums. Jāatzīmē, ka pastāvīgam vilnim grupas ātrums ir nulle. Lai grupas ātrums būtu nulle, abiem viļņiem jābūt vienādas frekvences, un tiem jābūt pretējiem pārvietošanās virzieniem.