Τι είναι η ταχύτητα φάσης;

Κατά τη μελέτη της ταχύτητας των κυμάτων ή πόσο γρήγορα κινούνται τα κύματα, υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι που μπορούν να υπολογιστούν, τα οποία είναι ταχύτητα φάσης και ταχύτητα ομάδας.Η ταχύτητα φάσης μετρά την ταχύτητα ενός μόνο κύματος, ενώ η ταχύτητα της ομάδας μετρά την ταχύτητα ενός πακέτου κύματος ή του φακέλου.Ένα πακέτο κύματος είναι μια ομάδα κυμάτων που κινούνται ως ενιαία μονάδα και έτσι μπορεί να μετρηθεί ως μία μόνο οντότητα.Η ταχύτητα φάσης μέτρησης περιλαμβάνει τη μέτρηση της απόστασης που κινείται ένα μήκος κύματος σε μια χρονική περίοδο.Ένα μήκος κύματος είναι η απόσταση από την κορυφή ή την κορυφή ενός κύματος στην κορυφή του επόμενου κύματος.Οι ταχύτητες φάσης και οι ταχύτητες της ομάδας δεν πρέπει να είναι οι ίδιες σε ένα πακέτο κύματος.Όταν οι ταχύτητες φάσης και ομάδας είναι οι ίδιες, κάθε κύμα συστατικών κινείται με ολόκληρο το πακέτο ή η κυματομορφή κινείται ως ενιαία μονάδα.Εάν η ταχύτητα φάσης είναι ίση με την αρνητική ταχύτητα της ομάδας, τότε τα κύματα των συστατικών κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση προς το πακέτο κύματος.

Οι ταχύτητες φάσης και ομάδας μπορεί επίσης να είναι μεγαλύτερες ή μικρότερες από το ένα το ένα.Τα κύματα με ταχύτητες φάσης μεγαλύτερες από την ταχύτητα της ομάδας θα κινούνται ταχύτερα από το φάκελο.Το αντίθετο ισχύει όταν η ταχύτητα της ομάδας είναι μεγαλύτερη.Σε αυτή την περίπτωση, τα κύματα των εξαρτημάτων κινούνται πιο αργά από τον πλήρη φάκελο.Όταν συμβεί αυτό, είτε τα κύματα των στοιχείων είτε το πακέτο κύματος είναι ακίνητο.Με ταχύτητα φάσης μηδέν, το πακέτο κύματος κινείται πάνω από τα σταθερά κύματα συστατικών.Μια ομαδική ταχύτητα μηδέν σημαίνει ότι ο φάκελος είναι ακόμα και τα κύματα των εξαρτημάτων κινούνται μέσα από αυτό.

Η ταχύτητα φάσης θα διαφέρει για διαφορετικούς τύπους μέσων.Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι ιδιότητες του μέσου παίζουν ρόλο, έτσι τα ελαφριά κύματα, τα ηχητικά κύματα και τα κύματα σε διαφορετικά υγρά μπορούν να αντιδράσουν διαφορετικά.Επίσης, η συχνότητα των κυμάτων μπορεί να έχει άμεση επίδραση στην ταχύτητα φάσης, καθώς διαφορετικές συχνότητες των κυμάτων συνήθως ταξιδεύουν με διαφορετικές ταχύτητες.Η ταχύτητα φάσης των κυμάτων μπορεί επίσης να μετρηθεί μέσα σε κενό.Αυτό πρέπει να ληφθεί υπόψη καθώς η διαπερατότητα και η διαπερατότητα του κενού θα έχουν άμεση επίδραση στις ταχύτητες φάσης και ομάδας του μέσου που μετράται.