Fazna brzina vs grupna brzina
Fazna brzina i grupna brzina su dva vrlo važna koncepta u fizici. Oni igraju vitalnu ulogu u poljima kao što su valna mehanika, optika, kvantna mehanika, pa čak i zvučno inženjerstvo. Od vitalnog je značaja imati solidno razumijevanje i za faznu brzinu i za grupnu brzinu kako biste bili izvrsni u takvim poljima. U ovom članku ćemo raspravljati o tome šta su fazna brzina i grupna brzina, definicije grupne brzine i fazne brzine, njihove primjene, njihove sličnosti i na kraju razlike između ova dva.
Šta je Phase Velocity?
Fazna brzina je koncept o kojem se raspravlja u širenju talasa. Fazna brzina talasa je brzina "faze" koja se širi. Za pojašnjenje, pretpostavimo greben talasa koji putuje u pravcu x ose. Fazna brzina je x komponenta brzine odabrane tačke na vrhu. Ovo se takođe može dobiti tako što se talasna dužina podeli sa vremenom potrebnim da jedna talasna dužina prođe izabranu tačku. Ovo vrijeme je jednako periodu oscilacije, koja uzrokuje talas. Sada razmotrite standardni sinusni val A sin (wt – kx), gdje je w ugaona brzina izvora, t je vrijeme, k je talasni broj (broj kompletnih valnih dužina po dužini od 2π), a x je pozicija na x-osi. Na vrhu, wt – kx je jednak nuli. Stoga je fazna brzina (x/t) jednaka w/k. matematički, vrijednost p=wt – kx je faza vala.
Šta je grupna brzina?
Grupna brzina se razmatra pod superpozicijom talasa. Da bismo razumjeli grupnu brzinu, prvo moramo razumjeti koncept superpozicije. Kada se dva talasa međusobno presreću u prostoru, rezultujuća oscilacija je nešto složenija od ponašanja sinusa. Čestica u tački oscilira sa različitim amplitudama. Maksimalna amplituda je unison dviju amplituda izvornih talasa. Minimalna amplituda je minimalna razlika između dvije originalne amplitude. Ako su dvije amplitude jednake, maksimum je dvostruko veći od amplitude, a minimum je nula. Radi jasnoće, pretpostavimo da su dva modulirana talasa iste amplitude i različitih frekvencija. Ovo uzrokuje da val sa višom frekvencijom bude obavijen valom sa nižom frekvencijom. Ovo uzrokuje grupu valova upakovanih u omotač. Brzina ove ovojnice je grupna brzina talasa. Mora se napomenuti da je za stajaći talas grupna brzina nula. Da bi grupna brzina bila nula, oba talasa moraju biti iste frekvencije i moraju imati suprotne smjerove kretanja.
Koja je razlika između grupne i fazne brzine?
• Fazna brzina je definirana za oba, pojedinačne i superponirane talase.
• Grupna brzina je definirana samo za superponirane valove.
• Grupna brzina je brzina talasa sa nižom frekvencijom, ali je fazna brzina brzina talasa sa višom frekvencijom.
