O que é velocidade de fase?
Ao estudar a velocidade das ondas ou a velocidade com que as ondas se movem, existem dois tipos distintos que podem ser calculados: velocidade de fase e velocidade de grupo. A velocidade da fase mede a velocidade de uma única onda, enquanto a velocidade do grupo mede a velocidade de um pacote ou envelope de onda. Um pacote de ondas é um grupo de ondas que se movem como uma única unidade e, portanto, podem ser medidas como uma única entidade.
A velocidade é calculada medindo a distância percorrida durante um determinado período. Medir a velocidade da fase envolve medir a distância que um comprimento de onda se move em um período de tempo. Um comprimento de onda é a distância da crista, ou topo, de uma onda até a crista da próxima onda. As velocidades de fase e de grupo não precisam ser as mesmas em um pacote de ondas.
Várias relações diferentes podem ser observadas entre as velocidades de fase e de grupo. Quando as velocidades de fase e de grupo são as mesmas, cada onda componente se move com o pacote inteiro ou a forma de onda se move como uma única unidade. Se a velocidade da fase é igual à velocidade do grupo negativo, as ondas componentes estão se movendo na direção oposta ao pacote de ondas.
As velocidades de fase e grupo também podem ser maiores ou menores que as outras. Ondas com velocidade de fase maior que a velocidade do grupo se moverão mais rapidamente que o envelope. O oposto é verdadeiro quando a velocidade do grupo é maior. Nesse caso, as ondas do componente estão se movendo mais lentamente que o envelope completo.
Além dos cenários acima, a velocidade da fase ou a velocidade do grupo podem ser iguais a zero. Quando isso acontece, o componente acena ou o pacote de ondas fica estacionário. Com uma velocidade de fase igual a zero, o pacote de ondas se move sobre as ondas componentes estacionárias. Uma velocidade de grupo igual a zero significa que o envelope está parado e as ondas componentes estão se movendo através dele.
A velocidade da fase será diferente para diferentes tipos de mídia. Isso ocorre porque as propriedades do meio desempenham um papel, de modo que ondas de luz, ondas sonoras e ondas em líquidos diferentes podem reagir de maneira diferente. Além disso, a frequência das ondas pode ter um efeito direto na velocidade da fase, pois diferentes frequências de ondas geralmente viajam em velocidades diferentes. A velocidade de fase das ondas também pode ser medida no vácuo. Isso deve ser levado em consideração, pois a permeabilidade e a permissividade do vácuo terão um efeito direto nas velocidades de fase e grupo do meio que está sendo medido.