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光的相速可以超光速还是群速度可以超光速? 反常色散区中群速度与光速

2020-10-13知识11

超光速现象是不是违背因果率?折射率的关系:vg = c / ng ,ng = n + ω(dn/dω) 显然在一定的情况下(如反常色散很强的介质)可以出现负的群速度,此时,光脉冲在介质中传播比真空中花的时间短,其差ΔT = (L/v) - (L/c)达到绝对值足够大时就可以观察到“超光速”现象,即“光脉冲峰值进入介质以前,在另一边已经有脉冲峰出射了”.那么这种超光速是不是违背因果率?

光的相速可以超光速还是群速度可以超光速? 反常色散区中群速度与光速

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)。

光的相速可以超光速还是群速度可以超光速? 反常色散区中群速度与光速

为什么群速度可以超过光速 波是有长度的,只有波头的传播速度才可以算作是信号的传播速度,作为波峰传播速度的群速度不能用于计算信号传播速度.群速度有可能超光速,但波头的速度是始终超不过光速的,。

光的相速可以超光速还是群速度可以超光速? 反常色散区中群速度与光速

光的相速可以超光速还是群速度可以超光速? 都可以。相速不传递信息故可以超过光速,群速若超过光速(反常色散区)噪声会相当大,信息传递受限不超过光速。说不可以的是扯淡

色散反常区光怎么传播 光的折射率与波长关系不同于正常色散。反常色散是物质的特性决定的。在色散物质中,复杂的合成光波(不可能存在确定频率的单色光)传播时,速度应分为相速度和群速度。相速即等相位面传播的速度,群速则是振幅调制包络的移动速度。所以群速Vg=dω/dk.其中k为波矢,k=2π/λ=ω/v。所以Vg=d(kv)/dk=v+k(dv/dk)=v-λ(dv/dλ)。其中v是相速度,即一般所说的光速。从Vg=v-λ(dv/dλ)可以看出,在正常色散物质中,dv/dλ>;0,群速小于相速,在反常色散物质中dv/dλ,群速大于相速。对于无色散物质,dv/dλ=0,群速等于相速。

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…

光在某种介质之中,速度能否超过光速(299792458米/秒)? 光是电磁波。波有两种速度,一种叫相速度,一种叫群速度。相速度v_p就是相位的传播速度,表达式很简单,v_p=\\omega/k,其中\\omega是频率,k是波矢。相速度就是频率除以波矢,也就是波的能量除以波的动量。群速度v_g的表达式为v_g=d\\omega/dk,即频率对波矢的导数,也就是波的能量对波的动量求导。二者有一个关系v_p*v_g=c^2,即二者乘积是光速c的平方,那么二者只能有一个超光速,不可能同时超光速。在介质中相速度可以超过光速。这个条件不难达到,光在色散介质中折射率小于1就可以。这样的材料现在可以人工构建出来,称为“超颖材料”。在这样的介质中,光的频率相比真空不变,但是光的波矢相比真空可以变小(普通折射材料里光的波矢相比真空会变大)。但是因为相速度不能传递能量和信号,所以这种“超光速”是没有意义的。在介质中群速度可以超过光速,这种介质称为反常色散介质。这种反常色散非常有意思,在一些原子的非线性激光光谱中可以出现。反常色散使得d\\omega/dk在某个频率上可以出现大于光速的情况,称为“快光”,在某些频率上还可以出现为0的情况,可以用来做量子存储。对于一般的介质来说,光的群速度代表了能量和信号的传播速度,所以相速度超光速没事,群。

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。

现在有理论或者方法提高介质中的光速吗? 把介质的密度降低一点,相比之下就快一些。比如光在不同温度下的水传播速度不一样。说到底这种方法还是“改变介质”这样的无赖方法。当然磁场方向也会轻微地改变光的速度。但是真空中的光速是不可超越的,这个什么介质都不会比真空中光速更快了。

良导体中群速度是相速度两倍,说明良导体是反常色散吗? 电磁波群速度就是指电磁波的包络传播的速度,实际上就是电磁波实际前进的速度。许多不同频率的正弦电磁波的合成信号在介质中传播的速度,不同频率正弦波的振幅和相位不同,在色散介质中,相速不同,故在不同的空间位置上的合成信号形状会发生变化。群速是一个代表能量的传播速度。相速度就是电磁波相位传播的速度。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。通俗地讲,就是电磁波形状向前变化的速度。在波导中,相速度往往比群速度要大。

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