ფაზის სიჩქარე ჯგუფური სიჩქარის წინააღმდეგ
ფაზის სიჩქარე და ჯგუფის სიჩქარე არის ორი ძალიან მნიშვნელოვანი ცნება ფიზიკაში. ისინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ისეთ სფეროებში, როგორიცაა ტალღის მექანიკა, ოპტიკა, კვანტური მექანიკა და ხმის ინჟინერიაც კი. სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია გქონდეთ მყარი გაგება როგორც ფაზის, ასევე ჯგუფური სიჩქარის შესახებ, რათა გამოირჩეოდეთ ასეთ სფეროებში. ამ სტატიაში ჩვენ განვიხილავთ რა არის ფაზის სიჩქარე და ჯგუფური სიჩქარე, ჯგუფური სიჩქარისა და ფაზის სიჩქარის განმარტებები, მათი გამოყენება, მათი მსგავსება და საბოლოოდ განსხვავება ამ ორს შორის.
რა არის ფაზის სიჩქარე?
ფაზის სიჩქარე არის კონცეფცია, რომელიც განიხილება ტალღების გავრცელებაში. ტალღის ფაზის სიჩქარე არის "ფაზის" სიჩქარე, რომელიც ვრცელდება. დაზუსტებისთვის, ავიღოთ ტალღის ღერძი, რომელიც მოძრაობს ღერძის x მიმართულებით. ფაზის სიჩქარე არის არჩეული წერტილის სიჩქარის x კომპონენტი მწვერვალზე. ეს ასევე შეიძლება მიღებულ იქნას ტალღის სიგრძის გაყოფით იმ დროზე, რომელიც საჭიროა ერთი ტალღის სიგრძის არჩეული წერტილის გასავლელად. ეს დრო უდრის რხევის პერიოდს, რომელიც იწვევს ტალღას. ახლა განვიხილოთ სტანდარტული სინუსუსური ტალღა A sin (wt – kx), სადაც w არის წყაროს კუთხური სიჩქარე, t არის დრო, k არის ტალღის რიცხვი (ტალღის სრული სიგრძის რაოდენობა 2π სიგრძეზე) და x არის პოზიცია. x-ღერძზე. მწვერვალზე wt – kx უდრის ნულს. ამიტომ, ფაზის სიჩქარე (x/t) უდრის w/k. მათემატიკურად, მნიშვნელობა p=wt – kx არის ტალღის ფაზა.
რა არის ჯგუფური სიჩქარე?
ჯგუფური სიჩქარე განიხილება ტალღების სუპერპოზიციის ქვეშ.ჯგუფური სიჩქარის გასაგებად ჯერ უნდა გავიგოთ სუპერპოზიციის ცნება. როდესაც ორი ტალღა ერთმანეთს კვეთს სივრცეში, შედეგად მიღებული რხევა გარკვეულწილად რთულია, ვიდრე სინუსური ქცევა. ნაწილაკი წერტილში რხევა სხვადასხვა ამპლიტუდებით. მაქსიმალური ამპლიტუდა არის ორიგინალური ტალღების ორი ამპლიტუდის უნისონი. მინიმალური ამპლიტუდა არის მინიმალური განსხვავება ორ ორიგინალურ ამპლიტუდას შორის. თუ ორი ამპლიტუდა ტოლია, მაქსიმალური არის ორჯერ ამპლიტუდა და მინიმალური არის ნული. სიცხადისთვის, დავუშვათ, რომ ორი მოდულირებული ტალღა არის იგივე ამპლიტუდისა და განსხვავებული სიხშირის. ეს იწვევს უფრო მაღალი სიხშირის მქონე ტალღას უფრო დაბალი სიხშირის ტალღაში. ეს იწვევს ტალღების ჯგუფს, რომლებიც შეფუთულია კონვერტში. ამ კონვერტის სიჩქარე არის ტალღის ჯგუფური სიჩქარე. უნდა აღინიშნოს, რომ მდგარი ტალღისთვის ჯგუფის სიჩქარე ნულის ტოლია. იმისათვის, რომ ჯგუფის სიჩქარე იყოს ნულოვანი, ორივე ტალღა უნდა იყოს ერთნაირი სიხშირის და მათ უნდა ჰქონდეთ მოძრაობის საპირისპირო მიმართულებები.
რა განსხვავებაა ჯგუფურ სიჩქარესა და ფაზის სიჩქარეს შორის?
• ფაზის სიჩქარე განისაზღვრება ორივესთვის, ერთჯერადი ტალღებისთვის და ზედმიყენებული ტალღებისთვის.
• ჯგუფის სიჩქარე განისაზღვრება მხოლოდ ზედმიწევნით ტალღებზე.
• ჯგუფის სიჩქარე არის დაბალი სიხშირის მქონე ტალღის სიჩქარე, მაგრამ ფაზის სიჩქარე არის მაღალი სიხშირის ტალღის სიჩქარე.
