Qu'est-ce que la vitesse de phase?
Lorsque vous étudiez la vitesse des vagues ou leur vitesse de déplacement, vous pouvez calculer deux types distincts: la vitesse de phase et la vitesse de groupe. La vitesse de phase mesure la vitesse d'une onde unique, tandis que la vitesse de groupe mesure la vitesse d'un paquet d'onde ou d'une enveloppe. Un paquet d'ondes est un groupe d'ondes qui se déplacent comme une seule unité et peuvent donc être mesurées comme une seule entité.
La vitesse est calculée en mesurant la distance parcourue pendant un temps donné. La mesure de la vitesse de phase implique la mesure de la distance parcourue par une longueur d'onde dans une période donnée. Une longueur d'onde est la distance entre la crête ou le sommet d'une vague et la crête de la vague suivante. Les vitesses de phase et les vitesses de groupe ne doivent pas nécessairement être identiques dans un paquet d'onde.
Plusieurs relations différentes peuvent être observées entre les vitesses de phase et de groupe. Lorsque les vitesses de phase et de groupe sont identiques, chaque onde composante se déplace avec le paquet entier ou la forme d'onde se déplace en une seule unité. Si la vitesse de phase est égale à la vitesse de groupe négative, les ondes composantes se déplacent dans la direction opposée au paquet d'onde.
Les vitesses de phase et de groupe peuvent également être supérieures ou inférieures les unes aux autres. Les ondes dont les vitesses de phase sont supérieures à la vitesse de groupe se déplaceront plus rapidement que l'enveloppe. L'inverse est vrai lorsque la vitesse de groupe est supérieure. Dans ce cas, les ondes composantes se déplacent plus lentement que l'enveloppe complète.
Outre les scénarios ci-dessus, la vitesse de phase ou la vitesse de groupe peut être égale à zéro. Lorsque cela se produit, les ondes composantes ou le paquet d'ondes est stationnaire. Avec une vitesse de phase de zéro, le paquet d'ondes se déplace sur les ondes composantes fixes. Une vitesse de groupe de zéro signifie que l'enveloppe est immobile et que les ondes composantes la traversent.
La vitesse de phase sera différente pour différents types de supports. En effet, les propriétés du milieu jouent un rôle, de sorte que les ondes lumineuses, les ondes sonores et les ondes de différents liquides peuvent réagir différemment. De plus, la fréquence des ondes peut avoir un effet direct sur la vitesse de phase, car différentes fréquences d'ondes se propagent généralement à des vitesses différentes. La vitesse de phase des ondes peut également être mesurée dans le vide. Ceci doit être pris en compte car la perméabilité et la permittivité du vide auront un effet direct sur les vitesses de phase et de groupe du milieu à mesurer.