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光波群速度公式 能讲解一下群速度和相速度吗?

2020-10-16知识5

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。

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德布罗意波长λ=h/p 这个波长是物质波的波长,而其中的p=mv,这个v是物质波速度。但关于电子的干涉和衍射的计算时同样是用λ=h/p求解,而后面这个p=mv对应的速度却是 群速度。

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如何推导群速度和相速度的关系 色散方程 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。。

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#群速度#平面波

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