相速度

✍ dations ◷ 2025-12-11 16:28:25 #振动和波,速度,超光速

波的相速度或相位速度(phase velocity),或简称相速,是指波的相位在空间中传递的速度,换句话说,波的任一频率成分所具有的相位即以此速度传递。可以挑选波的任一特定相位来观察(例如波峰),则此处会以相速度前行。相速度可借由波的频率与波长λ,或者是角频率ω与波数(wave number)的关系式表示:

注意到波的相速度不必然与波的群速度相同,相速是波包中某一单频波的相位移动速度;群速度代表的是“振幅变化”(或说波包)的传递速度,表示一段波包的包络面上具有某特性(如幅值最大或最小)的点的传播速度。

群速和相速只有是混合波(非单频波)在频散介质中传播时才有差别。

电磁辐射的相速度可能在一些特定情况下(例如:出现异常色散的情形)超过真空中光速,但这不表示任何超光速的信息或者是能量移转。物理学家阿诺·索末菲与里昂·布里于因(Léon Brillouin)对此皆有理论性描述。

量子力学中,粒子也具有波的行为,并带有复数相位。透过德布罗意假说,我们可以得到:

运用相对论中能量与动量的关系式:

其中 E k {\displaystyle E_{k}} 是粒子动量, γ {\displaystyle \gamma } 是光速,以及 β {\displaystyle \beta } 可以是粒子速度或相应的物质波群速度。。既然根据狭义相对论,带质量粒子的速度 v < c {\displaystyle v<c} ,即:

并且可以看到当粒子速度在相对论性范围,相速度趋近于。超光速的相速度并不违反狭义相对论,因其并不带有任何信息的传递。。

群速度迥异于“相速度”的概念是首先由哈密顿于1839年提出,这方面完整的处理则出现在瑞利勋爵(Lord Rayleigh)的1877年的著作《声理论》()中。



相关

  • 染色体染色体(英语:chromosome)是真核生物特有的构造,主要由双股螺旋的去氧核糖核酸和5种被称为组蛋白的蛋白质构成,是基因的主要载体。染色体是细胞内具有遗传性质的遗传物质深度压缩
  • 詹姆斯敦詹姆斯镇是英国在美洲建立的第一个永久性的殖民地,以当时的英国国王詹姆斯一世命名。位于詹姆斯河(原名波瓦坦河)东北岸约4公里处。1606年,一些大胆的英国商人成立了弗吉尼亚
  • 氧化胺氧化胺,也称为“胺-N-氧化物”和“N-氧化物”,是一类通式为R3N+-O−(也写作R3N=O或R3N→O)的有机化合物。狭义上的氧化胺指的是三级胺(包括含氮杂环芳香化合物,比如吡啶)的N-氧化物
  • 前镇坐标:22°35′49″N 120°18′53″E / 22.5970794°N 120.3147208°E / 22.5970794; 120.3147208前镇区(台湾话:.mw-parser-output .sans-serif{font-family:-apple-system,Bli
  • 仁牙因湾林加延湾(英语:Lingayan Gulf)也称仁牙因湾,是菲律宾吕宋岛西北部的一处海湾,位于三描礼士山脉和中科迪勒拉山脉之间,其周边有邦阿西楠省和拉乌尼翁省。林加延湾内有众多的岛屿,其
  • 拉廊府拉廊府(泰语:จังหวัดระนอง,皇家转写:Changwat Ranong,泰语发音:)在泰国南部,她座落在安达曼海滂。西面是缅甸德林达依省的高当(Kawthaung),东到南分别是泰国的春蓬府、素叻
  • 二苯并-18-冠-6二苯并-18-冠-6是一种苯并冠醚。它是18-冠-6的含苯环衍生物。这种化合物可以由邻苯二酚和二(氯乙基)醚反应制得:
  • 奥格涅·弗拉涅斯奥格涅·弗拉涅斯(波斯尼亚语:Огњен Врањеш;1989年10月24日-)是一位波黑足球运动员。在场上的位置是中后卫。他现在效力于希腊足球超级联赛球队AEK雅典。他也代表波黑
  • 食品模型食品模型(日语:食品样本),或称食物模型、料理模型,是一种模拟食物真实样貌制成的比例模型。该种模型经常被餐馆放置在其入口,以向顾客具体描绘其所贩售菜肴。其制作原料主要为蜡或
  • 山内盛丰山内盛丰(1510年-1557年/1559年)是日本战国时代武将。岩仓织田氏的家老。父亲是山内久丰。母督是二宫俊宗的女儿。儿子有山内十郎、山内一丰、山内康丰。妻子是法秀尼(可能是梶原