その理由は次のとおりです。
* 位相速度 波の一定位相の特定の点(波の頂点など)が伝播する速度です。これは、必ずしもエネルギーや情報の実際の動きを表すとは限らない数学的概念です。
* グループ速度 波パケット(波のグループ)の全体的な形状が移動する速度です。これは、エネルギーと情報の実際の伝播を表す速度です。
多くの状況では、位相速度はグループ速度よりもはるかに高く、光の速度を超えることさえあります。 これは、次のような状況で一般的です。
* 分散メディア: 分散型メディア(プリズムの光など)の波は、周波数に応じて異なる速度で移動します。そのような場合、グループ速度がその下に残っていても、位相速度は光の速度よりも高速になる可能性があります。
* 導波路: 導波路では、波と波路の境界と相互作用するため、位相速度は光よりも高速になる可能性があります。
重要なポイントは、位相速度が光の速度を超えている場合でも、エネルギーと情報の実際の流れを表すグループ速度は常に光の速度を下回るということです。
ここに簡単なアナロジーがあります:
連続して立っている人々のラインを想像してみてください。一人一人が手に旗を持っています。 フラグを上下に振ると、動きの波(位相速度)は非常に迅速にラインを下って移動できます。ただし、各人の実際の動き(グループ速度)ははるかに遅くなります。
同様に、波の位相速度は非常に高速になる可能性がありますが、波によって運ばれるエネルギーと情報は、常に光の速度を下回るグループ速度で移動します。