Comprendre la vitesse de phase par rapport à la vitesse du groupe
* Vitesse de phase Décrit la vitesse à laquelle une phase particulière de l'onde électromagnétique (par exemple, la crête) se propage. Il est calculé comme le rapport de la fréquence (f) au nombre d'ondes (k):
`` '
v_p =f / k
`` '
* Velocity de groupe Décrit la vitesse à laquelle l'enveloppe globale de l'onde, contenant son énergie, se propage. C'est la vitesse à laquelle les informations se déplacent.
guides d'ondes et dispersion
Les guides d'ondes sont des structures qui limitent les ondes électromagnétiques. À l'intérieur d'un guide d'onde, l'onde est guidée par les limites de la structure, qui conduit à dispersion . La dispersion signifie que la vitesse de phase de l'onde change avec la fréquence.
Le paradoxe a expliqué
Dans un guide d'onde, il est possible que la vitesse de phase dépasse la vitesse de la lumière car la vitesse de phase est le résultat de l'interaction de l'onde avec les limites du guide d'onde. Ce n'est pas une mesure de la vitesse réelle des informations voyageant à travers le guide d'ondes.
* La vitesse du groupe est toujours inférieur ou égal à la vitesse de la lumière, garantissant que les informations ne se déplacent pas plus rapidement que la vitesse de la lumière.
Pensez-y comme ceci:
Imaginez une vague voyageant dans une corde. La forme de l'onde peut se déplacer très rapidement, mais la corde elle-même ne voyage pas aussi vite. La vitesse de phase est comme la vitesse de la forme de l'onde, tandis que la vitesse du groupe est comme la vitesse de la corde elle-même.
points clés
* La vitesse de phase dépassant la vitesse de la lumière dans un guide d'onde est une conséquence de la dispersion et de l'interaction entre l'onde et la structure du guide d'onde.
* Il ne viole pas la relativité spéciale car la vitesse de groupe, qui représente la vitesse d'information, reste en dessous de la vitesse de la lumière.
* La vitesse de phase peut être trompeuse car elle ne représente pas la vitesse réelle des informations voyageant à travers le guide d'ondes.
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