Sự khác biệt giữa Vận tốc pha và Vận tốc nhóm

Vận tốc pha so với Vận tốc nhóm

Vận tốc pha và vận tốc nhóm là hai khái niệm rất quan trọng trong vật lý. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong các lĩnh vực như cơ học sóng, quang học, cơ học lượng tử và thậm chí kỹ thuật âm thanh. Điều quan trọng là phải có một sự hiểu biết vững chắc về cả vận tốc pha và vận tốc nhóm để vượt trội trong các lĩnh vực như vậy. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về vận tốc pha và vận tốc nhóm là gì, định nghĩa về vận tốc nhóm và vận tốc pha, ứng dụng của chúng, điểm tương đồng của chúng và cuối cùng là sự khác biệt giữa hai điều này.

Vận tốc pha là gì?

Vận tốc pha là một khái niệm được thảo luận trong việc truyền sóng. Vận tốc pha của sóng là vận tốc của sóng Pha mà lan truyền. Để làm rõ, giả sử một đỉnh của sóng, đang truyền theo hướng x của trục. Vận tốc pha là thành phần x của vận tốc của điểm đã chọn tại đỉnh. Điều này cũng có thể đạt được bằng cách chia bước sóng cho thời gian thực hiện cho một bước sóng duy nhất để vượt qua một điểm đã chọn. Thời gian này bằng với chu kỳ dao động, gây ra sóng. Bây giờ hãy xem xét một sóng hình sin chuẩn A sin (wt - kx), trong đó w là tốc độ góc của nguồn, t là thời gian, k là số sóng (số bước sóng hoàn chỉnh trên mỗi chiều dài 2π) và x là vị trí trên trục x. Ở đỉnh, wt - kx bằng 0. Do đó, tốc độ pha (x / t) bằng w / k. về mặt toán học, giá trị p = wt - kx là pha của sóng.

Vận tốc nhóm là gì?

Vận tốc nhóm được thảo luận dưới sự chồng chất của sóng. Để hiểu vận tốc nhóm trước tiên phải hiểu khái niệm chồng chất. Khi hai sóng chặn nhau trong không gian, dao động tổng hợp có phần phức tạp hơn hành vi sin. Hạt tại một điểm dao động với biên độ khác nhau. Biên độ cực đại là sự đồng nhất của hai biên độ của sóng gốc. Biên độ tối thiểu là chênh lệch tối thiểu giữa hai biên độ ban đầu. Nếu hai biên độ bằng nhau, tối đa là hai lần biên độ và tối thiểu bằng không. Để rõ ràng, chúng ta hãy giả sử rằng hai sóng điều chế có cùng biên độ và tần số khác nhau. Điều này làm cho sóng có tần số cao hơn được bao bọc trong sóng với tần số thấp hơn. Điều này gây ra một nhóm sóng đóng gói trong một phong bì. Vận tốc của đường bao này là vận tốc nhóm của sóng. Cần lưu ý rằng, đối với sóng đứng, vận tốc nhóm bằng không. Để vận tốc nhóm bằng 0, cả hai sóng phải có cùng tần số và chúng phải có hướng di chuyển ngược nhau.