الفرق بين سرعة المرحلة وسرعة المجموعة

سرعة الطور مقابل سرعة المجموعة

سرعة المرحلة وسرعة المجموعة هما مفهوما مهمان جدا في الفيزياء. وهي تلعب دورا حيويا في ميادين مثل ميكانيكا الموجات، والبصريات، وميكانيكا الكم، وحتى الهندسة الصوتية. ومن الضروري أن يكون هناك فهم صلب في كل من سرعة الطور وسرعة المجموعة من أجل التفوق في هذه المجالات. في هذه المقالة، سنناقش ما هي سرعة الطور وسرعة المجموعة، وتعريفات سرعة المجموعة وسرعة الطور، وتطبيقاتها، وأوجه التشابه بينها، وأخيرا الفرق بين هاتين الفئتين.

ما هي سرعة المرحلة؟

سرعة الطور هي مفهوم يناقش في انتشار الموجات. سرعة الطور للموجة هي سرعة "المرحلة" التي تنتشر. للتوضيح، تفترض قمة موجة، والتي تسافر في اتجاه x للمحور. سرعة الطور هي المكون x من سرعة النقطة المختارة في القمة. ويمكن أيضا الحصول على ذلك عن طريق قسمة طول الموجة حسب الوقت المستغرق لطول موجة واحد لتمرير نقطة مختارة. هذه المرة تساوي فترة التذبذب، الذي يسبب الموجة. الآن النظر في موجة جيبية قياسية A الخطيئة (وت - ككس)، حيث w هي السرعة الزاوية للمصدر، t هو الوقت، k هو رقم الموجة (عدد أطوال الموجات كاملة لكل طول 2π)، و x هو موقف على المحور س. في القمة، بالوزن - ككس يساوي الصفر. ولذلك فإن سرعة الطور (x / t) تساوي w / k. رياضيا، القيمة p = وت - ككس هي مرحلة الموجة.

ما هي سرعة المجموعة؟

يتم مناقشة سرعة المجموعة تحت تراكب الموجات. لفهم سرعة المجموعة يجب أن نفهم أولا مفهوم التراكب. عندما تعترض موجتان في الفضاء، يكون التذبذب الناتج معقدا نوعا ما عن السلوك الجيب. الجسيمات عند نقطة تتأرجح مع اتساع متفاوتة. السعة القصوى هي انسجام اثنين من اتساع الموجات الأصلية. الحد الأدنى من الاتساع هو الحد الأدنى من الفرق بين اثنين من الاتساع الأصلي. وإذا كان التساوقان متساويين، فإن الحد الأقصى هو ضعف السعة والحد الأدنى هو صفر. من أجل الوضوح، دعونا نفترض أن الموجتين التضمينين من نفس الاتساع والترددات المختلفة. وهذا يسبب موجة مع تردد أعلى لتكون مغلفة في الموجة مع التردد المنخفض. هذا يسبب مجموعة من الموجات معبأة في المغلف. سرعة هذا المغلف هو سرعة المجموعة من الموجة. وتجدر الإشارة إلى أنه بالنسبة لموجة دائمة، فإن سرعة المجموعة هي صفر. ولكي تكون سرعة المجموعة صفرا يجب أن تكون كل من الموجات من نفس التردد ويجب أن يكون لها اتجاهات عكسية للسفر.

ما هو الفرق بين سرعة المجموعة وسرعة الطور؟ • يتم تعريف سرعة الطور لكل من الموجات المنفردة والموجات المتراكبة. • تعرف سرعة المجموعة فقط على الموجات المركبة. • سرعة المجموعة هي سرعة الموجة ذات التردد المنخفض، ولكن سرعة الطور هي سرعة الموجة ذات التردد العالي.