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电磁波相速 群速 电磁波中的相速、群速、波速、光速分别代表什么,有什么区别与联系

2020-10-07知识15

电磁波中的相速、群速、波速、光速

电磁波中的相速、群速、波速、光速分别代表什么,有什么区别与联系 波速,指的是波在空间中传递的速度,依照波不同特征所定义而有不同的意涵:相速度、群速度、波前速度、讯号速度.一般不特别指定时,所提的波速是指相速度.波的相速度或相位速度,或简称相速,是指波的相位在空间中传递的.

电磁波群速度和相速度分别有什么物理含义 波的群速度,或简称2113群速,是指波的包络传播5261的速度.实际上就是波实际前4102进的速度1653.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.无线电波在介质中传播时,如果该介质的介电常数ε与频率无关,波的传播速度也与频率无关,这种介质称为非色散介质;与此相反,如果介质的ε或传播速度v与频率有关,则称为色散介质.单色波传播速度的公式是从等相面的传播导出的,因此称为相速.相速度:单一频率的正弦电磁波波的等相面(例如波峰面或波谷面)在介质中传播的速度v=c/n,c为自由空间中的光速,n为介质对该频率电磁波的折射指数.群速度是才是能量传递的速度,群速度就是多个不同频率的波组成的波包移动的速度.是波包携带能量.因为单色波到目前为止是造不出来的.所以自然界的电磁波都是以群速度来传递能量.群速度不能超过光速,但是相速度可以超过光速。.

电磁波中的相速、群速、波速、光速 波速,指的是波在空间中传递的速度,依照波不同特征所定义而有不同的意涵:相速度、群速度、波前速度、讯号速度。一般不特别指定时,所提的波速是指相速度。波的相速度或相位速度,或简称相速,是指波的相位在空间中传递的速度,换句话说,波的任一频率成分所具有的相位即以此速度传递。可以挑选波的任一特定相位来观察(例如波峰),则此处会以相速度前行。相速度可借由波的频率f与波长λ,或者是角频率ω与波数k的关系式表示:注意到波的相速度不必然与波的群速度相同;群速度代表的e69da5e6ba90e79fa5e9819331333264653463是“振幅变化”(或说波包)的传递速度。电磁辐射的相速度可能在一些特定情况下(例如:出现异常色散的情形)超过真空中光速,但这不表示任何超光速的信息或者是能量移转。物理学家阿诺?索末菲与里昂?布里于因(Léon Brillouin)对此皆有理论性描述。波的群速度,或简称群速,是指波幅度外形上的变化(称为波的“调制”或“波包”),其在空间中所传递的速度。想象一下我们将一块石头投入一个平静的池塘中激起一个波浪,随即变成一个中心平静呈环形扩展的波环。这个正在扩展的波环为一组由不同传播速度的独立子波组成。波长较长的子波传播速度较快。

#相对论#光速#群速度

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