ZKX's LAB

什么是「慢光」(slow light),实现「慢光」有什么用? 光学相速度与群速度定义

2020-10-03知识12

宇宙膨胀的超光速现象是不是指相速度?

什么是「慢光」(slow light),实现「慢光」有什么用? 光学相速度与群速度定义

什么是「慢光」(slow light),实现「慢光」有什么用? 泻药。慢光顾名思义就是使光变慢。光有相速度和群速度(通常可认为能量传播的速度)。慢光是指使光的能量…

什么是「慢光」(slow light),实现「慢光」有什么用? 光学相速度与群速度定义

在物理中,关于波的相速和群速,有哪些形象的比喻? 那天在实验室门口看到了一只马陆,于是拍了个小视频(高能提醒,虫子恐惧症、密集恐惧症、xx恐惧症等患者…

什么是「慢光」(slow light),实现「慢光」有什么用? 光学相速度与群速度定义

群速度色散的基本原理 一般光学定义的色散(dispersion)是根据牛顿白光经过棱镜散开实验定义的,数学上表述是:只要有折射率是波长的函数,即只要n=n(Lamda)—折射率是随波长变化,就说介质是色散介质。还有光栅的衍射角与波长也有关,类似棱镜可以将复色光分散开,叫色散元件。对于介质,dn/dLama不等于零就叫色散介质,并且根据这个微商或>;0分别叫正常色散与反常色散(nornal diispersion&abnormal dispersion)。而群速色散(group velocity dispersion GVD)。它的定义是波数k对频率w的倒数不为零,等价于折射率对频率(或波长)的二次导数不等于零才有GVD,并且k对于频率的二次导数>;0为正常色散,反之是反常色散。显然二者概念有关系,但是不是一个概念。很容易混淆。群速度定义为1/波数k对频率的一阶导数,即dk/dw=1/vg,而GVD的正常色散条件为d^2k/dw^2>;0,等价于d(1/vg)/dw>;0。一般色散的反常色散区对应吸收区,在这个小频率区域,有强烈吸收,介质对该频率不透明。而GVD的反常色散不是吸收区,介质对这个区域的频率仍然是透明的。对于传播常数k,dk/dw不为零,其倒数为群速度。d^2k/dw^2不为零,存在二阶色散。如果介质不是色散介质,其色散关系为k正比于w,此时相速度w/k与群。

物理光学问题,两个速度不等的波在叠加时相速度什么?还是不太理解相速度的定义,还有群速度。 波的群速度,或简称群速,是指波的包络传播的速度。实际上就是波实际前进的速度。形象一点说,你拿电钻在一个很坚固的墙上钻洞,你会觉得电钻的钻头的螺纹在旋转时似乎以高速前进,但这只是你的错觉,因为你看到的是螺纹的“相速度”,虽然很快,但是你的电钻却很慢很慢地向墙内推进,也就是说电钻的总的向前推进的速度就是“群速度”。如果墙壁很硬,你的电钻根本就钻不进去,电钻向前推进的速度为“0”,但是你从电钻的螺纹上看却总是觉得电钻是不断钻进去的。上的。应该是频率不同的波吧?定义的话。相速度就是等相面的传播速度了。

为什么在反常色散介质中,群速度会大于相速度 为什么在反常色散介质中,群速e799bee5baa6e997aee7ad94e58685e5aeb931333361316634度会大于相速度由波动方程所确定的光波速度v=v/n,反映了光波波面相位的传播速度.由于色散的存在,在同一介质中传播的不同频率的光波具有不同的相速度,也就是说,同一光信号所包含的不同光谱成分在色散介质中不能同步传播.这样就出现一个问题,当我们在距离光源较远的空间某点观察来自该点发出的光信号时,在同一时刻接收到的不同频率的光信号实际是光源在不同时刻发出的.现假设某个沿z轴方向传播的光信号由两种频率成分的单色平面波组成,两光波的振幅和振动方向相同,其在空间某点(t时刻)的光振动可分别振动为:若取△ω=(ω2-ω1)/2,△k=(k2-k1)/2,ω0=(ω2+ω1)/2,k0=(k2+k1)/2,分别表示两单色光波的圆频率、波数差、平均圆频率和平均波数,.可见合振动是一个受△ω低频调制且平均频率为ω0的复色平面波.随着该平面波以相速度ω0/k0向前传播,调制波也以△ω/△k的速度向前优越传播.该速度反映了光波能量度的传播速度,故称之为光波在色散介质中的群速度.并表示为vg.为示区别,常常又将相速度用vP表示.显然,当频差△ω很小时,群速度实际上就是时间圆频率对空间圆频率(波数)。

群速度的参考 以下内容摘自《高等光学》赵建林编 国防工业出版社出版(16页)单色平面波的等相面与相速度:波矢量k与位置坐标矢量r的点乘kr反映了电磁波在空间传播过程的相位延迟大小,故通常将kr=常数的空间点的集合称为等相(位)面。等相面沿其法线方向移动的速度vφ称为相速度.显然平面波的等相面在空间是一簇平行平面,且与波矢量k方向处处正交,故其相速度vφ的方向与k相同.由此可见,平面波的相速度就是波动方程中出现的光速v,不过需要注意的是,只有在各向同性的均匀介质中,光速才和相速度相等。

光波的相速度和群速度哪个不可以超过c? 以及光速受限的原因是什么,是因为超光速就会违背因果律么?看见一本教材上说相对论要求光信号的传播速度…

什么是“相速度”??

#电钻#色散#群速度#平面波

随机阅读

qrcode
访问手机版