Hvad er fasehastighed?

Når man studerer bølgens hastighed, eller hvor hurtigt bølger bevæger sig, er der to forskellige typer, der kan beregnes, som er faserhastighed og gruppehastighed. Fasehastighed måler hastigheden for en enkelt bølge, mens gruppesnelhed måler hastigheden af ​​en bølgepakke eller konvolut. En bølgepakke er en gruppe af bølger, der bevæger sig som en enkelt enhed, og så kan måles som en enkelt enhed.

Hastighed beregnes ved at måle afstanden, der er bevæget i løbet af en bestemt tid. Måling af faserhastighed indebærer måling af afstanden, som en bølgelængde bevæger sig i et tidsrum. En bølgelængde er afstanden fra toppen af ​​en bølge til toppen af ​​den næste bølge. Fasehastigheder og gruppehastigheder behøver ikke at være ens i en bølgepakke.

Flere forskellige sammenhænge kan observeres mellem fase- og gruppehastigheder. Når fase- og gruppehastighederne er de samme, bevæger hver komponentbølge sig med hele pakken, eller bølgeformen bevæger sig som en enkelt enhed. Hvis fasehastigheden er lig med den negative gruppes hastighed, bevæger komponentbølgerne sig i den modsatte retning af bølgepakken.

Fase- og gruppehastighederne kan også være større end eller mindre end hinanden. Bølger med fasehastigheder større end gruppehastigheden bevæger sig hurtigere end konvolutten. Det modsatte er sandt, når gruppehastigheden er større. I dette tilfælde bevæger komponentbølgerne sig langsommere end den komplette konvolut.

Ud over de ovennævnte scenarier kan enten fasehastigheden eller gruppehastigheden svare til nul. Når dette sker, er komponentbølgerne eller bølgepakken stationær. Med en fasehastighed på nul bevæger bølgepakken sig over stationære komponentbølger. En gruppehastighed på nul betyder, at konvolutten er stille, og komponentbølgerne bevæger sig gennem den.

Fasehastigheden vil variere for forskellige typer medier. Dette skyldes, at mediets egenskaber spiller en rolle, så lysbølger, lydbølger og bølger i forskellige væsker kan reagere forskelligt. Desuden kan bølgenes frekvens have en direkte indflydelse på fasehastigheden, da forskellige bølgefrekvenser normalt bevæger sig med forskellige hastigheder. Bølgefasens hastighed kan også måles i et vakuum. Dette skal tages i betragtning, da permeabiliteten og permittiviteten af ​​vakuumet vil have en direkte effekt på fase- og gruppehastighederne for mediet, der måles.