ГРУППОВАЯ СКОРОСТЬ


ГРУППОВАЯ СКОРОСТЬ
ГРУППОВАЯ СКОРОСТЬ

       
скорость движения группы или цуга волн, образующих в каждый данный момент времени локализованный в пр-ве волновой пакет (рис. 1). В линейных средах, где соблюдается суперпозиции принцип, его можно рассматривать как набор гармонич. волн с частотами в интервале w0-Dwспектр. полоса Dw ограничены снизу соотношением DLDk?1, где волновое число k связано с частотой со дисперсионным соотношением w=w(k) (см. ДИСПЕРСИЯ ВОЛН).
ГРУППОВАЯ СКОРОСТЬ1.
Рис. 1. Волновой пакет.
Если среда не обладает дисперсией, то все гармонич. волны распространяются с одной и той же фазовой скоростью и пакет ведёт себя как строго стационарная волна — его Г. с. совпадает с фазовой скоростью. При наличии дисперсии волны разл. частот распространяются с разными фазовыми скоростями и форма огибающей искажается. Однако для сигналов с достаточно узким спектром, когда фазовые скорости гармонич. волн, образующих волн. пакет, мало отличаются друг от друга, и на не слишком больших расстояниях, когда форма огибающей приближённо сохраняется, влияние дисперсии сказывается лишь на скорости перемещения огибающей, к-рая и есть Г. с. Поскольку распространение двух синусоидальных волн с близкими частотами w0+Dw пакета описывается выражениями
sin((w0±Dw)t-(k0±Dk)x),
то скорость их огибающей равна Dw/Dk, что в пределе приводит к ф-ле:
vгр=д(w/дk¦k0.
ГРУППОВАЯ СКОРОСТЬ2.
Рис. 2. Последовательные моментальные снимки группы волн в моменты времени t1, t2, t3: a — в случае нормальной дисперсии; б — в случае аномальной дисперсии.
На рис. 2 представлены три последовательных мгновенных снимка сигнала с узким спектром, распространяющегося в среде с дисперсией. Наклон пунктирных прямых, соединяющих точки одинаковой фазы, характеризует фазовую скорость; наклон прямых, соединяющих соответствующие точки огибающей (начала и концы сигнала), характеризует Г. с. сигнала. Если при распространении сигнала максимумы и минимумы движутся быстрее, чем огибающая, то это означает, что фазовая скорость данной группы волн превышает её Г. с. (рис. 2, а). При распространении сигнала в его «хвостовой» части возникают всё новые максимумы, к-рые постепенно перемещаются вперёд вдоль сигнала, достигают его «головной» части и там исчезают. Такое положение имеет место в случае т. н. норм. дисперсии, т. е. в средах, где показатель преломления n увеличивается с ростом частоты гармонической волны (dn/dw>0). Такую дисперсию наз. также отрицательной, поскольку с ростом k фазовая скорость vф волны убывает. Примеры сред с норм. дисперсией — в-ва, прозрачные для оптич. волн, волноводы, изотропная плазма и др. Однако в ряде случаев наблюдается аномальная (положительная) дисперсия среды (dn/dw<0); в этих случаях Г. с. сигнала превышает vф(дw/дk>w/k). Максимумы и минимумы появляются в передней части группы (рис. 2, 6), перемещаются назад и исчезают в «хвосте» сигнала. Аномальная дисперсия характерна для капиллярных волн на поверхности воды vгр=2vф), для эл.-магн. и акустич. волн в средах с резонансным поглощением, а также (при определ. условиях) для волн в периодич. структурах (кристаллы, замедляющие структуры и т. п.). При этом возможна даже ситуация, при к-рой Г. с. направлена противоположно фазовой. Понятие Г. с. играет важную роль и в физике и в технике, поскольку все методы измерения скоростей распространения волн, связанные с запаздыванием сигналов (в т. ч. скорости света), дают Г. с. Именно она фигурирует при измерении дальности в гидро- и радиолокации, при зондировании ионосферы, в системах управления косм. объектами и т. д. Согласно относительности теории, всегда vгр?c, где c — скорость света в вакууме; для фазовых скоростей ограничений не существует.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.


.

Смотреть что такое "ГРУППОВАЯ СКОРОСТЬ" в других словарях:

  • ГРУППОВАЯ СКОРОСТЬ — величина, приближенно характеризующая распространение негармонической волны (она является суперпозицией группы гармонических волн). Если форма волны изменяется в результате дисперсии волн в среде не очень быстро, то можно рассматривать… …   Большой Энциклопедический словарь

  • групповая скорость — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN group velocity …   Справочник технического переводчика

  • Групповая скорость — Дисперсия водных волн (красные точки движутся со скоростью фазы, зелёные с групповой скоростью). В данном случае фазовая скорость в два раза превышает групповую. Групповая скорость  это величина, характеризующая скорость распространения… …   Википедия

  • групповая скорость — величина, приближённо характеризующая распространение негармонической волны (которая является суперпозицией группы гармонических волн). Если форма волны изменяется в результате дисперсии волн в среде не очень быстро, то можно рассматривать… …   Энциклопедический словарь

  • Групповая скорость — 9. Групповая скорость Скорость переноса энергии электромагнитной волны Источник: ГОСТ 18238 72: Линии передачи сверхвысоких частот. Термины и определения оригинал документа …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • групповая скорость — grupinis greitis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas( ai) Grafinis formatas atitikmenys: angl. envelope velocity; group velocity vok. Gruppengeschwindigkeit, f rus. групповая скорость, f pranc …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • групповая скорость — grupinis greitis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. envelope velocity; group velocity vok. Gruppengeschwindigkeit, f rus. групповая скорость, f pranc. vitesse de groupe, f …   Fizikos terminų žodynas

  • ГРУППОВАЯ СКОРОСТЬ — скорость, приближённо характеризующая распространение несинусоидальных волн, являющихся суперпозицией группы гармонических. Если нет дисперсии волн, то Г. с. равна скорости переноса энергии волной (скорость передачи сигнала). Понятие Г. с.… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Групповая скорость —         волн, скорость движения группы или цуга (вереницы) волн, которая при отсутствии поглощения в среде совпадает со скоростью перемещения энергии этой группы волн. Пример группы волн сигнал, изображенный на рис. 1. Группа волн не является… …   Большая советская энциклопедия

  • ГРУППОВАЯ СКОРОСТЬ — величина, характеризующая скорость распространения волнового процесса в диспергирующих средах. Пусть волновой процесс описывается волновым уравнением с переменным коэффициентом Ищутся решения, удовлетворяющие условиям и имеющие вид Функция должна …   Математическая энциклопедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.