ZKX's LAB

为什么在反常色散介质中,群速度会大于相速度 群速度色散影响相速度

2021-03-06知识2

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高速前进,但这只是你的错觉,因为你看到的是螺纹的“.

为什么在反常色散介质中,群速度会大于相速度 群速度色散影响相速度

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。

电磁波群速度和相速度分别有什么物理含义 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zhidao弦波的振幅和相位不同,在色散介质中,相速回不同,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为自由空答间中的光速,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。

#群速度色散影响相速度

随机阅读

qrcode
访问手机版