電磁波群速度和相速度分別有什麼物理含義

2021-03-28 04:28:58 字數 3781 閱讀 8115

1樓:陽光語言矯正學校

波的群速度,或簡稱群速,是指波的包絡傳播的速度.實際上就是波實際前進的速度.形象一點說,你拿電鑽在一個很堅固的牆上鑽洞,你會覺得電鑽的鑽頭的螺紋在旋轉時似乎以高速前進,但這只是你的錯覺,因為你看到的是螺紋的「相速度」,雖然很快,但是你的電鑽卻很慢很慢地向牆內推進,也就是說電鑽的總的向前推進的速度就是「群速度」.

如果牆壁很硬,你的電鑽根本就鑽不進去,電鑽向前推進的速度為「0」,但是你從電鑽的螺紋上看卻總是覺得電鑽是不斷鑽進去的.

無線電波在介質中傳播時,如果該介質的介電常數ε與頻率無關,波的傳播速度也與頻率無關,這種介質稱為非色散介質;與此相反,如果介質的ε或傳播速度v與頻率有關,則稱為色散介質.單色波傳播速度的公式是從等相面的傳播匯出的,因此稱為相速.相速度:

單一頻率的正弦電磁波波的等相面(例如波峰面或波谷面)在介質中傳播的速度v=c/n,c為自由空間中的光速,n為介質對該頻率電磁波的折射指數.

群速度是才是能量傳遞的速度,群速度就是多個不同頻率的波組成的波包移動的速度.是波包攜帶能量.因為單色波到目前為止是造不出來的.

所以自然界的電磁波都是以群速度來傳遞能量.群速度不能超過光速,但是相速度可以超過光速.

現假設某個沿z軸方向傳播的光訊號由兩種頻率成分的單色平面波組成,兩光波的振幅和振動方向相同,其在空間某點(t時刻)的光振動可分別振動為:   若取△ω=(ω2-ω1)/2,△k=(k2-k1)/2,   ω0=(ω2+ω1)/2,k0=(k2+k1)/2,分別表示兩單色光波的圓頻率、波數差、平均圓頻率和平均波數,.   可見合振動是一個受△ω低頻調製且平均頻率為ω0的複色平面波。

隨著該平面波以相速度ω0/ k0向前傳播,調製波也以△ω/△k的速度向前優越傳播。該速度反映了光波能量度的傳播速度,故稱之為光波在色散介質中的群速度。並表示為vg。

為示區別,常常又將相速度用vp表示。顯然,當頻差△ω很小時,群速度實際上就是時間圓頻率對空間圓頻率(波數)的導數.   由(1)式與(2)式可以看出:

在色散介質中,群速度不等於相速度(dvp/dλ≠0,vg≠vp),並且在正常色散區域   (dvp/dλ>0,dn/d λ<0),群速度小於相速度(vg<vp);在反常色散區域(dvp/dλ<0,dn/d λ>0),群速度則大於相速度(vg>vp)。只有在無色散介質或真空中(dvp/dλ=0,dn/d λ=0),群速度才等於相速度(vg=vp)。 當群速度小於相速度, 而群速度等於光速時 相速度就超光速了

2樓:北京創為律所

說兩列橫波列波峰另列波谷叫異相叫反相

群速度和相速度的關係?物理意義

3樓:匿名使用者

相速度:單一頻率的正弦電磁波波的等相面(例如波峰面或波谷面)在介質中傳播的速度v=c/n,c為自由空間中的光速,n為介質對該頻率電磁波的折射指數。

群速度:許多不同頻率的正弦電磁波的合成訊號在介質中傳播的速度。

不同頻率正弦波的振幅和相位不同,在色散介質中,相速不同,故在不同的空間位置上的合成訊號形狀會發生變化。群速是一個代表能量的傳播速度。

4樓:匿名使用者

不說複雜的了。

相速度就是相位傳播的速度。(所以是可以大於光速的)

群速度就是實際能量傳播的速度。

5樓:匿名使用者

不同頻率正弦波的振幅和相位不同,在色散介質中,相速不同,故在不同的空間位置上的合成訊號形狀會發生變化。群速是一個代表能量的傳播速度。

6樓:匿名使用者

相速度=w/k

群速度=dw/dk

7樓:是伶萊痴

波的群速度,或簡稱群速,是指波的包絡傳播的速度。實際上就是波實際前進的速度。

形象一點說,你拿電鑽在一個很堅固的牆上鑽洞,你會覺得電鑽的鑽頭的螺紋在旋轉時似乎以高速前進,但這只是你的錯覺,因為你看到的是螺紋的「相速度」,雖然很快,但是你的電鑽卻很慢很慢地向牆內推進,也就是說電鑽的總的向前推進的速度就是「群速度」。如果牆壁很硬,你的電鑽根本就鑽不進去,電鑽向前推進的速度為「0」,但是你從電鑽的螺紋上看卻總是覺得電鑽是不斷鑽進去的。

無線電波在介質中傳播時,如果該介質的介電常數ε與頻率無關,波的傳播速度也與頻率無關,這種介質稱為非色散介質;與此相反,如果介質的ε或傳播速度v與頻率有關,則稱為色散介質。

單色波傳播速度的公式是從等相面的傳播匯出的,因此稱為相速。

相速度:單一頻率的正弦電磁波波的等相面(例如波峰面或波谷面)在介質中傳播的速度v=c/n,c為自由空間中的光速,n為介質對該頻率電磁波的折射指數。

群速度是才是能量傳遞的速度,

群速度就是多個不同頻率的波組成的波包移動的速度。

是波包攜帶能量。

因為單色波到目前為止是造不出來的。

所以自然界的電磁波都是以群速度來傳遞能量。

群速度不能超過光速,

但是相速度可以超過光速。

電磁波中的相速、群速、波速、光速

怎樣理解電磁波的相速可以大於光速的物理意義

8樓:匿名使用者

相速度可以超過光速,但群速度不能超光速.然而相速度超光速是不能傳遞資訊和能量的,我們能知道這個現象,但我們不能利用這個現象傳遞資訊,不是真正意義的超

9樓:小溪

無法理解,就目前的物理理論,沒有物體的速度能夠大於光速!

電磁波群速度和相速度分別有什麼物理含義

10樓:匿名使用者

電磁波群速度就是指電磁波的

包絡傳播的速度,實際

上就是電磁波實際前進的速度。許多不同頻率的正弦電磁波的合成訊號在介質中傳播的速度,不同頻率正弦波的振幅和相位不同,在色散介質中,相速不同,故在不同的空間位置上的合成訊號形狀會發生變化。群速是一個代表能量的傳播速度。

相速度就是電磁波相位傳播的速度。單一頻率的正弦電磁波波的等相面(例如波峰面或波谷面)在介質中傳播的速度v=c/n,c為自由空間中的光速,n為介質對該頻率電磁波的折射指數。通俗地講,就是電磁波形狀向前變化的速度。

在波導中,相速度往往比群速度要大。

11樓:司馬千柳周映

波的群速度,或簡稱群速,是指波的包絡傳播的速度。實際上就是波實際前進的速度。

形象一點說,你拿電鑽在一個很堅固的牆上鑽洞,你會覺得電鑽的鑽頭的螺紋在旋轉時似乎以高速前進,但這只是你的錯覺,因為你看到的是螺紋的「相速度」,雖然很快,但是你的電鑽卻很慢很慢地向牆內推進,也就是說電鑽的總的向前推進的速度就是「群速度」。如果牆壁很硬,你的電鑽根本就鑽不進去,電鑽向前推進的速度為「0」,但是你從電鑽的螺紋上看卻總是覺得電鑽是不斷鑽進去的。

無線電波在介質中傳播時,如果該介質的介電常數ε與頻率無關,波的傳播速度也與頻率無關,這種介質稱為非色散介質;與此相反,如果介質的ε或傳播速度v與頻率有關,則稱為色散介質。

單色波傳播速度的公式是從等相面的傳播匯出的,因此稱為相速。

相速度:單一頻率的正弦電磁波波的等相面(例如波峰面或波谷面)在介質中傳播的速度v=c/n,c為自由空間中的光速,n為介質對該頻率電磁波的折射指數。

群速度是才是能量傳遞的速度,

群速度就是多個不同頻率的波組成的波包移動的速度。

是波包攜帶能量。

因為單色波到目前為止是造不出來的。

所以自然界的電磁波都是以群速度來傳遞能量。

群速度不能超過光速,

但是相速度可以超過光速。

物理光學問題,兩個速度不等的波在疊加時相速度什麼?還是不太理解相速度的定義,還有群速度。

12樓:匿名使用者

波的群速度,或簡稱群速,是指波的包絡傳播的速

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