O que é a velocidade da fase?

Ao estudar a velocidade das ondas, ou a rapidez com que as ondas estão se movendo, existem dois tipos distintos que podem ser calculados, que são a velocidade da fase e a velocidade do grupo. A velocidade da fase mede a velocidade de uma única onda, enquanto a velocidade do grupo mede a velocidade de um pacote de onda ou envelope. Um pacote de onda é um grupo de ondas que se move como uma unidade única e, portanto, pode ser medida como uma única entidade. A velocidade da fase de medição envolve a medição da distância que um comprimento de onda se move em um período de tempo. Um comprimento de onda é a distância da crista, ou superior, de uma onda para a crista da próxima onda. As velocidades de fase e as velocidades do grupo não precisam ser as mesmas em um pacote de ondas.

Vários relacionamentos diferentes podem ser observados entre as velocidades de fase e grupo. Quando as velocidades de fase e grupo são as mesmas, cada onda componente se move com o pacote inteiro ou a forma de onda se move como uma única unidade. SeA velocidade da fase é igual à velocidade negativa do grupo, então as ondas do componente estão se movendo na direção oposta ao pacote de ondas. Ondas com velocidades de fase maiores 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 componentes 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, as ondas do componente ou o pacote de ondas estão estacionárias. Com uma velocidade de fase de zero, o pacote de onda se move sobre ondas componentes estacionários. Uma velocidade de grupo de 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 medium. Isso ocorre porque as propriedades do meio desempenham um papel, portanto, ondas leves, ondas sonoras e ondas em diferentes líquidos podem reagir de maneira diferente. Além disso, a frequência das ondas pode ter um efeito direto na velocidade da fase, pois diferentes frequências das ondas geralmente estão viajando em velocidades diferentes. A velocidade de fase das ondas também pode ser medida dentro de um 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 sendo medido.