相速度

✍ dations ◷ 2025-11-07 21:33:09 #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

  • 转染转染(英语:Transfection)是将外源遗传物质(DNA或RNA)植入细胞的一种过程,常用来描述非病毒入侵的转基因方式,相较于转化(英语:transformation,又译转型)用于植物、细菌及癌细胞的扩散,转
  • 荷尔蒙疗法荷尔蒙疗法(英语:Hormone therapy)是任何形式的激素疗法,其中患者在治疗过程中接受激素,以补充缺乏天然存在的激素,或用其他激素代替天然存在的激素。用激素拮抗剂治疗也可称为抗
  • 奈芙蒂斯奈芙蒂斯(Nephthys,又称奈弗丝)在埃及神话中是死者的守护神,同时也是生育之神。她是九柱神之一。"奈弗丝"也是对一个家庭中最年长妇女的称呼。她可能曾经是“巴特(Bat)”或“奈斯(N
  • 艾伦·鲍丝汀艾伦·波斯蒂恩(英语:Ellen Burstyn,1932年12月7日-),美国电影、舞台剧和电视剧演员。她在1950年代晚期自剧场起家,随后接演许多电影和电视剧,并在1967年加入演员工作室。她曾以《最
  • 加拿大广场一号大楼加拿大广场一号(英文:One Canada Square)是位于英国陶尔哈姆莱茨区伦敦自治市金丝雀码头的一座摩天大厦。从1991年到2010年,以50层楼、235米的高度,成为当时英国第一高建筑物。直
  • A-12伯劳鸟攻击机A-12伯劳鸟式攻击机是美国寇蒂斯-莱特在1933年为了取代旧式的A-3和英制DH-4这两种双翼机而研制的,此型机在抗战时也为中华民国空军采用,而由于当时的英语翻译问题而把此机Shri
  • 克莱孟十三世教宗克莱孟十三世(拉丁语:Clemens PP. XIII;1693年3月7日-1769年2月2日)原名嘉禄·雷佐尼科(Carlo Rezzonico),1758年7月6日当选罗马主教,同年7月16日即位至1769年2月2日为止。他曾抵
  • 欧付宝投资控股坐标:25°03′22.9″N 121°36′49.8″E / 25.056361°N 121.613833°E / 25.056361; 121.613833欧付宝金融科技股份有限公司(allPay Investment Holdings Co., Ltd.),简称欧付
  • 端村镇端村镇,是中华人民共和国河北省保定市安新县下辖的一个乡镇级行政单位。端村镇下辖以下地区:东堤村、东淀头村、大淀头村、西淀头村、马堡村、中后街村、大河南村、西前街村、
  • 阿尔伯特海恩超市Albert Heijn B.V. 是荷兰最大、最著名的连锁超市,于1887年在荷兰奥斯特赞成立。 它是以创办人 Albert Heijn Sr. 的名字命名。Albert Heijn 是荷兰零售商皇家阿霍德最早创立