Фазовая и групповая скорости света. Где можно найти какие-нить лекции или любую другую инфу? Заранее спасибо)
Фазовая и групповая скорости света. Где можно найти какие-нить лекции или любую другую инфу? Заранее спасибо)
Ответ(ы) на вопрос:
Фа́зовая ско́рость — скорость перемещения точки, обладающей постоянной фазой колебательного движения, в пространстве вдоль заданного направления. Обычно рассматривают направление, совпадающее с направлением волнового вектора, и фазовой скоростью называют фазовую скорость, измеренную именно в этом направлении, если противное не указано явно (то есть если явно не указано направление, отличное от направления волнового вектора) . Фазовая скорость электромагнитной волны Для электромагнитной волны любой частоты (по крайней мере, в тех диапазонах частот и интенсивностей, которые исследованы) фазовая скорость, измеренная в направлении волнового вектора, всегда равна одной и той же величине — скорости света в вакууме, универсальной константе. В средах закон дисперсии электромагнитных волн достаточно сложен, и фазовая скорость может заметно меняться. Фазовая скорость может превосходить скорость света в вакууме, и нередко ее превосходит. Это никак не противоречит известному принципу максимальности скорости света, необходимость которого возникает чтобы одновременно соблюдались принцип причинности (чтобы не возникало причинных парадоксов) и принцип относительности (лоренц-инвариантность) . Дело в том, что эти принципы накладывают ограничение только на скорость распространения таких физических объектов, посредством которых можно передать информацию. А фазовая скорость [6] не относится к скоростям таковых объектов. Чисто монохроматическая (синусоидальная) волна бесконечна в пространстве и во времени, не может никак измениться, чтобы передать информацию (если мы промодулируем волну, она перестанет быть монохроматической, а скорость распространения модуляции — не совпадает с фазовой скоростью, обычно совпадая со скоростью групповой для почти монохроматических волн) . Легко видеть, что скорость волны де Бройля (см. выше) всегда больше скорости света (даже в направлении волнового вектора) . Что не мешает волновым пакетам волн де Бройля иметь скорость распространения всегда меньшую скорости света, а в классическом пределе частицы, описываемые такой волной, конечно же, также движутся медленнее света (безмассовые — со скоростью света, но не быстрее) . Кроме того, поскольку фазовая скорость, измеренная вдоль произвольного направления, не совпадающего с волновым вектором и направлением распространения волны, не является скоростью движения «физического объекта» , то есть, объекта, состояние которого в последующие моменты времени причинно обусловлено состоянием в предыдущие, а по сути характеризует просто состояние осциллирующего поля в искусственно выбранных точках, часто (а именно если выбрать достаточно большой угол с волновым вектором) , фазовая скорость по данному направлению любой, даже сколь угодно медленной (как показано в параграфе выше) , волны может превышать скорость света, стремясь к бесконечности при стремлении угла к прямому. В частности, фазовая скорость света (или вообще любой бегущей электромагнитной волны) в вакууме, измеренная по любому направлению, не совпадающему с ее волновым вектором, всегда больше скорости света. Групповая скорость — это кинематическая характеристика диспергирующей волновой среды, обычно интерпретируемая, как скорость перемещения максимума амплитудной огибающей узкого квазимонохроматического волнового пакета.
Не нашли ответ?
Похожие вопросы