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电磁波群速度和相速度分别有什么物理含义 求群速度

2020-10-08知识8

什么是相速度和群速度

电磁波群速度和相速度分别有什么物理含义 求群速度

群速度的群速 由波动方程所确定的光波速度v=c/n,反映了光波波面相位的传播速度。由于62616964757a686964616fe4b893e5b19e31333361303036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)的导数.由(1)式与。

电磁波群速度和相速度分别有什么物理含义 求群速度

怎么理解相速度和群速度? 相速度可以理解为简谐波在传播的过程中固定相位的点沿着波传播方向上的速度,例如,波峰的传播速度或者波…

电磁波群速度和相速度分别有什么物理含义 求群速度

波的相速度和群速度分别是什么? 相速度是指单色波中对应任一振动相位的状态(如波峰)向前传播的速度,而群速度是指各单色波叠加后的调制振幅的传播速度,它也是合成波传播能量的速度

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。.

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。

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