Verschil tussen fase snelheid en groepsnelheid

Fase Velocity vs Group Velocity

Fasnelheid en groepsnelheid zijn twee zeer belangrijke concepten in de fysica. Ze spelen een vitale rol op gebieden zoals golfmekanica, optica, kwantummechanica en zelfs geluidstechniek. Het is essentieel om in beide fasesnelheid en groepssnelheid een goed begrip te hebben om in dergelijke velden te kunnen presteren. In dit artikel gaan we bespreken welke fasesnelheid en groepsnelheid zijn, definities van groepsnelheid en fasesnelheid, hun toepassingen, hun overeenkomsten en uiteindelijk het verschil tussen deze twee.

Wat is fasesnelheid?

Fasnelheid is een concept dat in de voortplanting van golven wordt besproken. De fase snelheid van een golf is de snelheid van een "fase" die zich voortbrengt. Voor verduidelijking, neem een ​​kolf van een golf, die in de x-richting van de as reist. De fasnelheid is de x-component van de snelheid van het geselecteerde punt bij de kruin. Dit kan ook worden verkregen door de golflengte te verdelen door de tijd die is genomen voor een enkele golflengte om een ​​geselecteerd punt te passeren. Deze keer is gelijk aan de periode van de oscillatie, die de golf veroorzaakt. Bekijk nu een standaard sinusgolf Een zonde (wt-kx), waar w de hoeksnelheid van de bron is, t is de tijd, k is het golfnummer (aantal complete golflengten per lengte van 2π) en x is de positie op de x-as. Bij de kam is wt - kx gelijk aan nul. Daarom is de fasnelheid (x / t) gelijk aan w / k. wiskundig is de waarde p = wt - kx de fase van de golf.

Wat is groepssnelheid?

Groepsnelheid wordt besproken onder superpositie van golven. Om groepsnelheid te begrijpen moet men eerst het begrip superpositie begrijpen. Wanneer twee golven elkaar onderscheiden in de ruimte, is de resulterende oscillatie een beetje complex dan het sinusgedrag. De deeltjes op een punt oscilleren met wisselende amplituden. De maximale amplitude is de unison van de twee amplituden van de oorspronkelijke golven. De minimale amplitude is het minimale verschil tussen de twee oorspronkelijke amplituden. Als de twee amplitudes gelijk zijn, is het maximum tweemaal de amplitude en het minimum is nul. Voor de duidelijkheid, laten we ervan uitgaan dat de twee gemoduleerde golven dezelfde amplitude en verschillende frequenties hebben. Dit zorgt ervoor dat de golf met de hogere frequentie in de golf met de lagere frequentie wordt omhuld. Dit zorgt ervoor dat een groep golven in een envelop wordt verpakt. De snelheid van deze envelop is de groepssnelheid van de golf. Opgemerkt moet worden dat voor een staande golf de groepssnelheid nul is. Voor de groepsnelheid om nul te zijn, moeten beide golven dezelfde frequentie hebben en zij moeten tegengestelde rijrichting hebben.

Wat is het verschil tussen groepssnelheid en fasesnelheid? • Fasnelheid is gedefinieerd voor zowel de enkele golven als de bovenliggende golven. • De groepssnelheid is alleen gedefinieerd aan de bovenliggende golven. • De groepssnelheid is de snelheid van de golf met een lagere frequentie, maar de fasnelheid is de snelheid van de golf met hogere frequentie.