Különbség a fázissebesség és a csoportsebesség között

Fázissebesség vs. csoportsebesség

A fázissebesség és a csoportsebesség két nagyon fontos fogalom a fizikában. Alapvető szerepet játszanak olyan területeken, mint a hullámmechanika, az optika, a kvantummechanika és még a hangtechnika. Alapvető fontosságú, hogy mind a fázissebesség, mind a csoportsebesség egyértelműen megértsük az ilyen területeken való kiemelkedést. Ebben a cikkben megvitatjuk, hogy mi a fázissebesség és a csoportsebesség, a csoportsebesség és a fázissebesség meghatározása, alkalmazásuk, hasonlóságuk és végül a kettő közötti különbség.

Mi az a fázissebesség??

A fázissebesség egy olyan fogalom, amelyet a hullámok terjedése tárgyal. A hullám fázissebessége a terjedő „fázis” sebessége. A tisztázás érdekében feltételezzük, hogy egy hullám címe a tengely x irányában halad. A fázissebesség a gerincnél a kiválasztott pont sebességének x komponense. Ezt úgy is elérhetjük, hogy a hullámhosszot elosztjuk azzal az idővel, amelyre egy hullámhosszon áthaladunk egy kiválasztott ponton. Ez az idő megegyezik a hullámot okozó rezgés periódusával. Most vegyük figyelembe a szinusz A szinuszhullámát (wt - kx), ahol w a forrás szögsebessége, t az idő, k a hullám száma (a teljes hullámhosszok száma 2π hosszúságonként) és x a helyzet az x tengelyen. A címernél a wt - kx nulla. Ezért a fázissebesség (x / t) megegyezik w / k-val. matematikailag a p = wt - kx érték a hullám fázisa.

Mi a csoportsebesség??

A csoportsebességet a hullámok szuperpozíciója alatt tárgyaljuk. A csoportsebesség megértéséhez először meg kell értenie a szuperpozíció fogalmát. Amikor két hullám elfogja egymást az űrben, a kapott rezgés valamivel összetettebb, mint a szinusz viselkedése. A részecske egy ponton változó amplitúdóval oszlik. A maximális amplitúdó az eredeti hullámok két amplitúdójának egysége. A minimális amplitúdó a két eredeti amplitúdó közötti minimális különbség. Ha a két amplitúdó megegyezik, akkor a maximum kétszerese az amplitúdónak, a minimum pedig nulla. Az érthetőség kedvéért tegyük fel, hogy a két modulált hullám azonos amplitúdójú és eltérő frekvenciájú. Ez azt okozza, hogy a magasabb frekvenciájú hullám beborul az alacsonyabb frekvenciájú hullámba. Ez egy borítékba csomagolt hullámcsoportot okoz. Ennek a borítéknak a sebessége a hullám csoportsebessége. Meg kell jegyezni, hogy egy állóhullám esetén a csoportsebesség nulla. Ahhoz, hogy a csoportsebesség nulla legyen, mindkét hullámnak azonos frekvenciájúnak kell lennie, és ellentétes irányúaknak kell lenniük.