Diferencia entre la velocidad de fase y la velocidad de grupo

Diferencia principal - Velocidad de fase vs Velocidad de grupo

Según la física cuántica, las partículas a veces se comportan como ondas. En algunos casos, las ondas se comportan como partículas. Esta propiedad de las partículas y las ondas se conoce como la dualidad onda-partícula. Esta naturaleza dual de partículas y ondas nos permite representar una partícula en términos de ondas. Basado en este concepto, las ondas se utilizan para representar partículas, ya que es un paso esencial cuando tratamos con partículas en la física cuántica. Sin embargo, debemos agregar muchas ondas, con diferentes frecuencias angulares y amplitudes de formas particulares, para obtener un paquete de ondas que represente una partícula. Dentro de este concepto, hay dos tipos de velocidades: la velocidad de fase y la velocidad de grupo. Estas dos cantidades tienen definiciones y propiedades muy diferentes y particulares. los diferencia principal entre Phase Velocity y Group Velocity es que La velocidad de fase es mayor que la velocidad de grupo en un medio normal. Este artículo trata de diferenciar esas diferencias en detalle..

Qué es Group Velocity

Para entender la naturaleza de la velocidad del grupo, consideremos una raza. En cualquier momento dado, la velocidad de un corredor en particular es diferente en relación con otros. Simplemente, la velocidad de cada corredor individual dentro del grupo es diferente. Pero, se ejecutan dentro de un grupo. La velocidad a la que se mueve el grupo de corredores se puede considerar como la velocidad de grupo en este simple ejemplo.

En la física cuántica, la idea de velocidad de grupo viene con la idea de paquetes de ondas o pulsos. Se puede obtener un paquete de ondas sumando muchas ondas que tienen diferentes números de ondas y amplitudes. Por lo tanto, la posición de una partícula se puede localizar dentro de una región específica mediante el uso de un paquete de ondas que representa una partícula. La amplitud resultante de un paquete de ondas difiere con x como se muestra en la figura 1. Sin embargo, este paquete de ondas es una combinación de muchas ondas. El paquete de onda resultante representa la partícula y es un grupo de muchas ondas. Entonces, en este modelo, la velocidad de la partícula es igual a la velocidad del paquete de ondas. En otras palabras, la velocidad de la partícula es igual al grupo de las ondas con las que está formado el paquete de ondas. La velocidad del grupo o paquete de onda se llama velocidad de grupo. La velocidad del grupo se puede expresar matemáticamente como, v_sol = Dω / dk.Es la velocidad con la que se mueve la partícula..

Las ondas armónicas monocromáticas no pueden transportar información a través del espacio. Para transmitir información, se necesita la superposición de muchas ondas que dan un paquete de ondas..

¿Qué es Phase Velocity?

La velocidad de fase (velocidad de onda) de una onda es la velocidad con la que viaja cualquier fase de la onda. Por ejemplo, el punto A de la onda (Fig. 02) viaja con la velocidad de fase. Es dado por v_pag= ωk.

En un paquete de ondas, la onda portadora viaja con la velocidad de fase. Pero, cuando tratamos con un paquete de partículas o de ondas, la velocidad de la fase no es importante.

La relación entre la velocidad de fase y la velocidad de grupo depende de las propiedades del material del medio. En medios no dispersivos, sv_sol = v_pag. En medios de dispersión normales, sv_sol <v_pag. Pero en los medios anómalos v_sol> v_pag.

En los medios no dispersivos, la velocidad de fase de las ondas no depende de la longitud de onda. Entonces, la velocidad de fase es igual a la velocidad de grupo. Por ejemplo, la velocidad de fase es igual a la velocidad de grupo cuando las ondas de sonido viajan por el aire, ya que el aire es un medio no dispersivo para las ondas de sonido..

Diferencia entre la velocidad de fase y la velocidad de grupo

Velocidad

Velocidad de grupo: En un medio anómalo, la velocidad de grupo es mayor que la velocidad de fase.

Velocidad de fase En un medio normal, la velocidad de fase es mayor que la velocidad de grupo.

Importancia

Velocidad de grupo: El concepto de velocidad de grupo es muy importante cuando una partícula está representada por ondas.

Velocidad de fase La velocidad de fase es importante cuando tratamos con ondas individuales..

En un paquete de onda

Velocidad de grupo: En un paquete de onda, la envolvente viaja con la velocidad de grupo.

Velocidad de fase En un paquete de ondas, la onda portadora viaja con la velocidad de fase.

Fórmula