Shpejtësia e fazës kundrejt shpejtësisë në grup
Shpejtësia e fazës dhe shpejtësia e grupit janë dy koncepte shumë të rëndësishme në fizikë. Ata luajnë një rol jetësor në fusha të tilla si mekanika valore, optika, mekanika kuantike dhe madje edhe inxhinieria e zërit. Është jetike të kemi një kuptim të fortë si në shpejtësinë e fazës ashtu edhe në shpejtësinë e grupit në mënyrë që të shkëlqejmë në fusha të tilla. Në këtë artikull, ne do të diskutojmë se çfarë janë shpejtësia e fazës dhe shpejtësia e grupit, përkufizimet e shpejtësisë së grupit dhe shpejtësisë së fazës, aplikimet e tyre, ngjashmëritë e tyre dhe së fundi ndryshimi midis këtyre të dyjave.
Çfarë është Shpejtësia Fazore?
Shpejtësia e fazës është një koncept i diskutuar në përhapjen e valëve. Shpejtësia fazore e një vale është shpejtësia e një "faze" që përhapet. Për sqarim, supozoni një kreshtë të një vale, e cila udhëton në drejtimin x të boshtit. Shpejtësia e fazës është komponenti x i shpejtësisë së pikës së zgjedhur në kreshtë. Kjo gjithashtu mund të merret duke pjesëtuar gjatësinë e valës me kohën e nevojshme për një gjatësi vale të vetme për të kaluar një pikë të zgjedhur. Kjo kohë është e barabartë me periudhën e lëkundjes, e cila po shkakton valën. Tani merrni parasysh një valë standarde sinus A sin (wt – kx), ku w është shpejtësia këndore e burimit, t është koha, k është numri i valës (numri i gjatësive të valëve të plota për gjatësi prej 2π), dhe x është pozicioni në boshtin x. Në kreshtë, wt – kx është e barabartë me zero. Prandaj, shpejtësia e fazës (x/t) është e barabartë me w / k. matematikisht, vlera p=wt – kx është faza e valës.
Çfarë është shpejtësia në grup?
Shpejtësia e grupit diskutohet nën mbivendosjen e valëve. Për të kuptuar shpejtësinë e grupit, së pari duhet kuptuar koncepti i mbivendosjes. Kur dy valë ndërpresin njëra-tjetrën në hapësirë, lëkundjet rezultante janë disi komplekse sesa sjellja e sinusit. Grimca në një pikë lëkundet me amplituda të ndryshme. Amplituda maksimale është unison i dy amplitudave të valëve origjinale. Amplituda minimale është diferenca minimale midis dy amplitudave origjinale. Nëse dy amplituda janë të barabarta, maksimumi është dyfishi i amplitudës dhe minimumi është zero. Për hir të qartësisë, le të supozojmë se dy valët e moduluara janë të së njëjtës amplitudë dhe frekuenca të ndryshme. Kjo bën që vala me frekuencë më të lartë të mbështillet në valën me frekuencë më të ulët. Kjo shkakton një grup valësh të paketuara në një zarf. Shpejtësia e kësaj mbështjelljeje është shpejtësia grupore e valës. Duhet të theksohet se, për një valë në këmbë, shpejtësia e grupit është zero. Që shpejtësia e grupit të jetë zero, të dyja valët duhet të jenë të së njëjtës frekuencë dhe duhet të kenë drejtime të kundërta të lëvizjes.
Cili është ndryshimi midis shpejtësisë së grupit dhe shpejtësisë së fazës?
• Shpejtësia e fazës përcaktohet për të dyja, valët e vetme dhe valët e mbivendosura.
• Shpejtësia e grupit përcaktohet vetëm për valët e mbivendosura.
• Shpejtësia e grupit është shpejtësia e valës me frekuencë më të ulët, por shpejtësia e fazës është shpejtësia e valës me frekuencë më të lartë.
