Vận tốc pha so với Vận tốc nhóm
Vận tốc pha và vận tốc nhóm là hai khái niệm rất quan trọng trong vật lý. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong các lĩnh vực như cơ học sóng, quang học, cơ học lượng tử và thậm chí cả kỹ thuật âm thanh. Điều quan trọng là phải có một sự hiểu biết vững chắc về cả vận tốc pha và vận tốc nhóm để trở nên xuất sắc trong các lĩnh vực như vậy. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về vận tốc pha và vận tốc nhóm là gì, định nghĩa của vận tốc nhóm và vận tốc pha, ứng dụng của chúng, sự giống nhau của chúng và cuối cùng là sự khác biệt giữa hai vận tốc này.
Vận tốc Pha là gì?
Vận tốc pha là một khái niệm được thảo luận trong quá trình truyền sóng. Vận tốc pha của sóng là vận tốc của “pha” lan truyền. Để làm rõ hơn, hãy giả sử một đỉnh của sóng, đang di chuyển theo hướng x của trục. Vận tốc pha là thành phần x của vận tốc của điểm được chọn tại đỉnh. Điều này cũng có thể thu được bằng cách chia bước sóng cho thời gian để một bước sóng đi qua một điểm đã chọn. Thời gian này bằng chu kỳ dao động gây ra sóng. Bây giờ hãy xem xét một sóng hình sin chuẩn A sin (wt - kx), trong đó w là vận tốc góc của nguồn, t là thời gian, k là số sóng (số bước sóng hoàn chỉnh trên mỗi chiều dài 2π), và x là vị trí trên trục x. Tại đỉnh, wt - kx bằng không. Do đó, vận tốc pha (x / t) bằng w / k. về mặt toán học, giá trị p=wt - kx là pha của sóng.
Vận tốc nhóm là gì?
Vận tốc nhóm được thảo luận dưới sự chồng chất của sóng. Để hiểu vận tốc nhóm trước hết phải hiểu khái niệm chồng chất. Khi hai sóng giao thoa với nhau trong không gian, dao động kết quả có phần phức tạp hơn so với hành vi sin. Hạt tại một điểm dao động với các biên độ thay đổi. Biên độ cực đại là biên độ của hai biên độ của sóng ban đầu. Biên độ cực tiểu là hiệu cực tiểu giữa hai biên độ ban đầu. Nếu hai biên độ bằng nhau thì biên độ cực đại gấp đôi biên độ và cực tiểu bằng không. Để rõ ràng, chúng ta hãy giả sử rằng hai sóng điều chế có cùng biên độ và tần số khác nhau. Điều này làm cho sóng có tần số cao hơn được bao bọc trong sóng có tần số thấp hơn. Điều này gây ra một nhóm sóng được đóng gói trong một phong bì. Vận tốc của đường bao này là vận tốc nhóm của sóng. Cần lưu ý rằng, đối với sóng dừng, vận tốc của nhóm bằng không. Để vận tốc của nhóm bằng không thì cả hai sóng phải có cùng tần số và chúng phải có hướng di chuyển ngược chiều nhau.
Sự khác biệt giữa vận tốc nhóm và vận tốc pha là gì?
• Vận tốc pha được xác định cho cả sóng đơn và sóng chồng.
• Vận tốc nhóm chỉ được xác định cho các sóng chồng lên nhau.
• Vận tốc nhóm là vận tốc của sóng có tần số thấp hơn, nhưng vận tốc pha là vận tốc của sóng có tần số cao hơn.
