位相速度とグループ速度：2つの速度の波の物語
波を想像してください： それは単一のポイントを1つのポイントではなく、紋章とトラフのパターンです。そのパターンは空間を通して伝播し、2つの異なる速度で動くことを考えることができます。
1。位相速度：
* それが何であるか： 一定位相の単一のポイント（紋章や谷など）が媒体を通過する速度。
* 計算方法： 方程式 *y（x、t）=a sin（kx -ωt） *で記述された波の場合、位相速度は *v_p =ω/k *です。
*ωは角周波数です（1秒あたりのラジアン）
* kは波数（1メートルあたりのラジアン）です
* 重要な機能：
*個々の波動成分の速度を説明します。
*場合によっては光の速度よりも速くなる可能性がありますが、これは相対性理論に違反していません（それは単なる情報の速度であり、エネルギーの速度ではありません）。
* Waveパケット内のさまざまな周波数で同じではない場合があります。
2。グループ速度：
* それが何であるか： 波パケットの全体的な封筒（異なる周波数の波のグループ）が媒体を通過する速度。
* 計算方法： 波パケットの場合、グループ速度は *v_g =dω/dk *で与えられます。これは、波数に対する角周波数の誘導体です。
* 重要な機能：
*これは、情報が波に移動する速度を表します。
*アインシュタインの相対性理論を尊重することで、常に光の速度以下になります。
*通常、実用的なアプリケーションで重要なのは、信号またはエネルギーの伝播速度を決定するため、速度です。
簡単に言えば：
* 位相速度： それを単一の波の紋章の速度と考えてください。
* グループ速度： 全体的な波パケットの速度と考えてください。これは、通常、波の速度として認識しているものです。
違いを説明するためのいくつかの例があります：
* 音波： 空気では、位相速度とグループ速度はほぼ等しい。
* 光波： 真空では、位相速度とグループ速度は光の速度に等しくなります。ただし、分散型媒体（ガラスなど）では、異なる場合があります。
* 海の波： 波の位相速度は、サーファーが乗っている速度よりも速くなる可能性があります。サーファーは、位相速度よりも遅いグループ速度によって運ばれます。
結論：
波の伝播を記述する上では、位相とグループの両方の速度が重要ですが、それらの区別を理解することは、さまざまなシナリオで波の動作を正確に解釈するために重要です。
