相速度

✍ dations ◷ 2025-05-17 12:39:02 #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

  • 坦普尔大学天普大学(Temple University,或译为坦普尔大学,有时也被称作庙大),位于美国东岸宾夕法尼亚州费城的一所州关联性的综合性研究型大学,然而天普大学虽受宾州政府州款补助,但其校保有
  • 电子处方电子处方(英文:electronic prescribing,或者e-prescribing),又称为开具电子处方、开立电子处方、 电子处方开立,是指医师利用实时的,病人特异性的临床信息和财务信息,为让病人知情同
  • 有机化学命名法IUPAC有机物命名法是一种有系统命名有机化合物的方法。该命名法是由国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)规定的,最近一次修订是在1993年。其前身是1892年日内瓦国际化学会的“系统
  • 陈俊勇陈俊勇(1933年5月16日-),生于上海,原籍浙江宁波,中国测量专家,中国科学院院士,现任中国国家测绘局科技委员会主任。他也是中华人民共和国测绘界的第一位博士。
  • 瑞格列奈瑞格列奈(Repaglinide)是一种短效胰岛素促泌剂,用于饮食控制、减轻体重及运动锻炼不能有效控制其高血糖的2型糖尿病(非胰岛素依赖型)患者。剂量有白色片(0.5 mg)或黄色片(1.0 mg)或桃
  • 加拿大财政部加拿大财政部(英语:Department of Finance Canada)是加拿大联邦政府负责财政事务的行政部门,位于渥太华。加拿大财政部设置下列机构:
  • 86号科罗拉多州州道86号科罗拉多州州道(英语:Colorado State Highway 86,SH-86)是美国科罗拉多州中部的一条东-西走向的州级公路,全长61.47英里(98.93千米),东起林肯县利蒙西侧接70号州际公路(I-70)和40
  • 内里奥·亚历山大Nerio Alessandri(1961年4月8日-),是意大利加泰奥镇人。他是意大利健身器材品牌“泰诺健”(Technogym)的创始者兼现任总裁(自1983年)1983年,22岁的Nerio Alessandri凭借著对运动的
  • 十字馆十字馆位于台湾台北西门町一带,为台湾电影史上最早的电影院,本来该处所为表演日本戏剧的剧场。1898年,该馆首映美国黑白纪录片《美西战争》,之后又于1900年6月21日该馆上映法国
  • 大卫·沙逊图书馆大卫·沙逊图书馆(David Sassoon Library)是印度孟买的一座著名图书馆和遗产建筑。在市中心建立图书馆的想法是著名的巴格达犹太人慈善家大卫·沙逊的儿子阿尔伯特·大卫·沙