ความเร็วของเฟสเทียบกับความเร็วกลุ่ม
ความเร็วของเฟสและความเร็วของกลุ่มเป็นแนวคิดที่สำคัญมากในวิชาฟิสิกส์ พวกเขามีบทบาทสำคัญในสาขาต่างๆ เช่น กลศาสตร์คลื่น ออปติก กลศาสตร์ควอนตัม และแม้แต่วิศวกรรมเสียง จำเป็นต้องมีความเข้าใจอย่างถ่องแท้ทั้งความเร็วเฟสและความเร็วของกลุ่มเพื่อที่จะเก่งในด้านดังกล่าว ในบทความนี้ เราจะพูดถึงความเร็วของเฟสและความเร็วของกลุ่ม คำจำกัดความของความเร็วของกลุ่มและความเร็วของเฟส การใช้งาน ความคล้ายคลึงกัน และความแตกต่างระหว่างสองสิ่งนี้ในที่สุด
ความเร็วของเฟสคืออะไร
ความเร็วของเฟสเป็นแนวคิดที่กล่าวถึงในการแพร่กระจายของคลื่น ความเร็วเฟสของคลื่นคือความเร็วของ "เฟส" ที่แพร่กระจาย เพื่อความกระจ่าง สมมติว่ายอดคลื่นซึ่งเคลื่อนที่ไปในทิศทาง x ของแกน ความเร็วเฟสเป็นองค์ประกอบ x ของความเร็วของจุดที่เลือกที่ยอด นอกจากนี้ยังสามารถรับได้โดยหารความยาวคลื่นตามเวลาที่ใช้สำหรับความยาวคลื่นเดียวเพื่อผ่านจุดที่เลือก คราวนี้จะเท่ากับคาบของการแกว่งตัวซึ่งทำให้เกิดคลื่น ตอนนี้ให้พิจารณาคลื่นไซน์มาตรฐาน A บาป (wt – kx) โดยที่ w คือความเร็วเชิงมุมของแหล่งกำเนิด t คือเวลา k คือจำนวนคลื่น (จำนวนความยาวคลื่นที่สมบูรณ์ต่อความยาว 2π) และ x คือตำแหน่ง บนแกน x ที่ยอด wt – kx เท่ากับศูนย์ ดังนั้นความเร็วเฟส (x/t) จึงเท่ากับ w / k ในทางคณิตศาสตร์ ค่า p=wt – kx คือเฟสของคลื่น
ความเร็วของกลุ่มคืออะไร
ความเร็วของกลุ่มถูกกล่าวถึงภายใต้การทับซ้อนของคลื่นเพื่อให้เข้าใจความเร็วของกลุ่มเราต้องเข้าใจแนวคิดของการซ้อนทับกันก่อน เมื่อคลื่นสองคลื่นตัดกันในอวกาศ ผลการแกว่งจะค่อนข้างซับซ้อนกว่าพฤติกรรมของไซน์ อนุภาคที่จุดหนึ่งสั่นด้วยแอมพลิจูดที่แตกต่างกัน แอมพลิจูดสูงสุดคือความพร้อมกันของแอมพลิจูดทั้งสองของคลื่นดั้งเดิม แอมพลิจูดต่ำสุดคือความแตกต่างขั้นต่ำระหว่างแอมพลิจูดดั้งเดิมทั้งสอง หากแอมพลิจูดทั้งสองมีค่าเท่ากัน ค่าสูงสุดจะเป็นสองเท่าของแอมพลิจูดและค่าต่ำสุดจะเป็นศูนย์ เพื่อความชัดเจน ให้เราถือว่าคลื่นมอดูเลตทั้งสองมีแอมพลิจูดเท่ากันและความถี่ต่างกัน ทำให้คลื่นที่มีความถี่สูงกว่าถูกห่อหุ้มด้วยคลื่นความถี่ที่ต่ำกว่า ทำให้เกิดกลุ่มคลื่นที่บรรจุอยู่ในซอง ความเร็วของซองจดหมายนี้คือความเร็วของกลุ่มของคลื่น ต้องสังเกตว่าสำหรับคลื่นนิ่ง ความเร็วของกลุ่มจะเป็นศูนย์ เพื่อให้ความเร็วของกลุ่มเป็นศูนย์ คลื่นทั้งสองจะต้องมีความถี่เท่ากันและต้องมีทิศทางการเดินทางตรงกันข้าม
ความเร็วของกลุ่มกับความเร็วเฟสต่างกันอย่างไร
• ความเร็วเฟสถูกกำหนดไว้สำหรับทั้งคลื่นเดี่ยวและคลื่นซ้อนทับ
• ความเร็วของกลุ่มถูกกำหนดให้กับคลื่นที่ซ้อนทับเท่านั้น
• ความเร็วของกลุ่มคือความเร็วของคลื่นที่มีความถี่ต่ำกว่า แต่ความเร็วของเฟสคือความเร็วของคลื่นที่มีความถี่สูงกว่า