Hva er fasehastighet?

Når du studerer bølgens hastighet, eller hvor raskt bølger beveger seg, er det to forskjellige typer som kan beregnes, som er faserhastighet og gruppehastighet. Fasehastighet måler hastigheten til en enkelt bølge, mens gruppehastigheten måler hastigheten til en bølgepakke eller konvolutt. En bølgepakke er en gruppe bølger som beveger seg som en enhet, og kan måles som en enhet.

Hastigheten beregnes ved å måle avstanden som er flyttet i løpet av en bestemt tid. Måling av faserhastighet innebærer å måle avstanden en bølgelengde beveger seg i løpet av en periode. En bølgelengde er avstanden fra toppen av en bølge til toppen av den neste bølgen. Fasehastigheter og gruppehastigheter trenger ikke å være de samme i en bølgepakke.

Flere forskjellige sammenhenger kan observeres mellom fase og gruppehastigheter. Når fase- og gruppehastighetene er de samme, beveger hver komponentbølge seg med hele pakken, eller bølgeformen beveger seg som en enkelt enhet. Hvis fasehastigheten er lik den negative gruppehastigheten, beveger komponentbølgene seg i motsatt retning av bølgepakken.

Fase- og gruppehastighetene kan også være større enn eller mindre enn hverandre. Bølger med fasehastigheter større enn gruppehastigheten vil bevege seg raskere enn konvolutten. Det motsatte er sant når gruppehastigheten er større. I dette tilfellet beveger komponentbølgene seg tregere enn hele konvolutten.

I tillegg til de ovennevnte scenariene, kan enten fasehastigheten eller gruppehastigheten være lik null. Når dette skjer, er enten komponentbølgene eller bølgepakken stasjonær. Med en fasehastighet på null beveger bølgepakken seg over stasjonære komponentbølger. En gruppehastighet på null betyr at konvolutten er stille og at komponentbølgene beveger seg gjennom den.

Fasehastigheten vil variere for forskjellige typer medier. Dette er fordi egenskapene til mediet spiller en rolle, slik at lysbølger, lydbølger og bølger i forskjellige væsker kan reagere annerledes. Dessuten kan bølgenes frekvens ha en direkte effekt på faserhastigheten, ettersom forskjellige frekvenser av bølger vanligvis kjører med forskjellige hastigheter. Fasens hastighet for bølger kan også måles i et vakuum. Dette må tas i betraktning da permeabiliteten og permittiviteten til vakuumet vil ha en direkte effekt på fasen og gruppehastighetene til mediet som måles.