怎样理解电磁波的相速可以大于光速的物理意义

2020-11-26 12:52:05 字数 4806 阅读 4464

1楼:匿名用户

相速度可以超过光速,但群速度不能超光速.然而相速度超光速是不能传递信息和能量的,我们能知道这个现象,但我们不能利用这个现象传递信息,不是真正意义的超

2楼:小溪

无法理解,就目前的物理理论,没有物体的速度能够大于光速!

电磁波群速度和相速度分别有什么物理含义

3楼:阳光语言矫正学校

波的群速度,或简称群速,是指波的包络传播的速度.实际上就是波实际前进的速度.形象一点说,你拿电钻在一个很坚固的墙上钻洞,你会觉得电钻的钻头的螺纹在旋转时似乎以高速前进,但这只是你的错觉,因为你看到的是螺纹的“相速度”,虽然很快,但是你的电钻却很慢很慢地向墙内推进,也就是说电钻的总的向前推进的速度就是“群速度”.

如果墙壁很硬,你的电钻根本就钻不进去,电钻向前推进的速度为“0”,但是你从电钻的螺纹上看却总是觉得电钻是不断钻进去的.

无线电波在介质中传播时,如果该介质的介电常数ε与频率无关,波的传播速度也与频率无关,这种介质称为非色散介质;与此相反,如果介质的ε或传播速度v与频率有关,则称为色散介质.单色波传播速度的公式是从等相面的传播导出的,因此称为相速.相速度:

单一频率的正弦电磁波波的等相面(例如波峰面或波谷面)在介质中传播的速度v=c/n,c为自由空间中的光速,n为介质对该频率电磁波的折射指数.

群速度是才是能量传递的速度,群速度就是多个不同频率的波组成的波包移动的速度.是波包携带能量.因为单色波到目前为止是造不出来的.

所以自然界的电磁波都是以群速度来传递能量.群速度不能超过光速,但是相速度可以超过光速.

现假设某个沿z轴方向传播的光信号由两种频率成分的单色平面波组成,两光波的振幅和振动方向相同,其在空间某点(t时刻)的光振动可分别振动为:   若取△ω=(ω2-ω1)/2,△k=(k2-k1)/2,   ω0=(ω2+ω1)/2,k0=(k2+k1)/2,分别表示两单色光波的圆频率、波数差、平均圆频率和平均波数,.   可见合振动是一个受△ω低频调制且平均频率为ω0的复色平面波。

随着该平面波以相速度ω0/ k0向前传播,调制波也以△ω/△k的速度向前优越传播。该速度反映了光波能量度的传播速度,故称之为光波在色散介质中的群速度。并表示为vg。

为示区别,常常又将相速度用vp表示。显然,当频差△ω很小时,群速度实际上就是时间圆频率对空间圆频率(波数)的导数.   由(1)式与(2)式可以看出:

在色散介质中,群速度不等于相速度(dvp/dλ≠0,vg≠vp),并且在正常色散区域   (dvp/dλ>0,dn/d λ<0),群速度小于相速度(vg<vp);在反常色散区域(dvp/dλ<0,dn/d λ>0),群速度则大于相速度(vg>vp)。只有在无色散介质或真空中(dvp/dλ=0,dn/d λ=0),群速度才等于相速度(vg=vp)。 当群速度小于相速度, 而群速度等于光速时 相速度就超光速了

4楼:北京创为律所

说两列横波列波峰另列波谷叫异相叫反相

电磁波的相速可以超过光速吗

5楼:匿名用户

无法理解,就目前的物理理论,

没有物体的速度能够大于光速!

6楼:叶芮宜蕙

不能光具

bai有波粒二象性du

光本身就是一种电磁zhi波!

在真空中,群速dao和相速和光速相同,当射入内介质传播时容,光速,相速,群速都会变小。我们所说光速为3*10^8米/秒是在真空中的,在介质中传播时光速是要略小的。

你的问题中认为光速是固定的,但实际上光速也是会变的,只是幅度很小。

电磁波群速度和相速度分别有什么物理含义

7楼:匿名用户

电磁波群速度就是指电磁波的

包络传播的速度,实际

上就是电磁波实际前进的速度。许多不同频率的正弦电磁波的合成信号在介质中传播的速度,不同频率正弦波的振幅和相位不同,在色散介质中,相速不同,故在不同的空间位置上的合成信号形状会发生变化。群速是一个代表能量的传播速度。

相速度就是电磁波相位传播的速度。单一频率的正弦电磁波波的等相面(例如波峰面或波谷面)在介质中传播的速度v=c/n,c为自由空间中的光速,n为介质对该频率电磁波的折射指数。通俗地讲,就是电磁波形状向前变化的速度。

在波导中,相速度往往比群速度要大。

8楼:司马千柳周映

波的群速度,或简称群速,是指波的包络传播的速度。实际上就是波实际前进的速度。

形象一点说,你拿电钻在一个很坚固的墙上钻洞,你会觉得电钻的钻头的螺纹在旋转时似乎以高速前进,但这只是你的错觉,因为你看到的是螺纹的“相速度”,虽然很快,但是你的电钻却很慢很慢地向墙内推进,也就是说电钻的总的向前推进的速度就是“群速度”。如果墙壁很硬,你的电钻根本就钻不进去,电钻向前推进的速度为“0”,但是你从电钻的螺纹上看却总是觉得电钻是不断钻进去的。

无线电波在介质中传播时,如果该介质的介电常数ε与频率无关,波的传播速度也与频率无关,这种介质称为非色散介质;与此相反,如果介质的ε或传播速度v与频率有关,则称为色散介质。

单色波传播速度的公式是从等相面的传播导出的,因此称为相速。

相速度:单一频率的正弦电磁波波的等相面(例如波峰面或波谷面)在介质中传播的速度v=c/n,c为自由空间中的光速,n为介质对该频率电磁波的折射指数。

群速度是才是能量传递的速度,

群速度就是多个不同频率的波组成的波包移动的速度。

是波包携带能量。

因为单色波到目前为止是造不出来的。

所以自然界的电磁波都是以群速度来传递能量。

群速度不能超过光速,

但是相速度可以超过光速。

色散波的相速是大于光速的,这是不是违背了相对论的观点

9楼:枕边吹风会

徐锐bai

敏老师写的微波技du术基础上是这zhi样描述的:波导dao系统中的te波和tm的相速可能

回大于光速,并答未违反相对论原理,因为这里的相速不代表信号或能量的传播速度,它是波前或波的形状沿导波系统的纵向所表现的速度,代表能量或信号传播速度的是群速。我们老师也形象的比喻了相速,就像是斜着的海浪拍在沙滩上一样,大家理解的波的传播速度是浪扑向沙滩的速度,但是相速相当于以海浪拍在沙滩上产生的第一朵浪花为起点,浪花沿沙滩传播的速度。这就好比波的形状沿波导传播的速度一样。

10楼:誓约河的霜梦

群速不超过就行,相速超不超过没关系

群速度和相速度的关系?物理意义

11楼:匿名用户

相速度:单一频率的正弦电磁波波的等相面(例如波峰面或波谷面)在介质中传播的速度v=c/n,c为自由空间中的光速,n为介质对该频率电磁波的折射指数。

群速度:许多不同频率的正弦电磁波的合成信号在介质中传播的速度。

不同频率正弦波的振幅和相位不同,在色散介质中,相速不同,故在不同的空间位置上的合成信号形状会发生变化。群速是一个代表能量的传播速度。

12楼:匿名用户

不说复杂的了。

相速度就是相位传播的速度。(所以是可以大于光速的)

群速度就是实际能量传播的速度。

13楼:匿名用户

不同频率正弦波的振幅和相位不同,在色散介质中,相速不同,故在不同的空间位置上的合成信号形状会发生变化。群速是一个代表能量的传播速度。

14楼:匿名用户

相速度=w/k

群速度=dw/dk

15楼:是伶莱痴

波的群速度,或简称群速,是指波的包络传播的速度。实际上就是波实际前进的速度。

形象一点说,你拿电钻在一个很坚固的墙上钻洞,你会觉得电钻的钻头的螺纹在旋转时似乎以高速前进,但这只是你的错觉,因为你看到的是螺纹的“相速度”,虽然很快,但是你的电钻却很慢很慢地向墙内推进,也就是说电钻的总的向前推进的速度就是“群速度”。如果墙壁很硬,你的电钻根本就钻不进去,电钻向前推进的速度为“0”,但是你从电钻的螺纹上看却总是觉得电钻是不断钻进去的。

无线电波在介质中传播时,如果该介质的介电常数ε与频率无关,波的传播速度也与频率无关,这种介质称为非色散介质;与此相反,如果介质的ε或传播速度v与频率有关,则称为色散介质。

单色波传播速度的公式是从等相面的传播导出的,因此称为相速。

相速度:单一频率的正弦电磁波波的等相面(例如波峰面或波谷面)在介质中传播的速度v=c/n,c为自由空间中的光速,n为介质对该频率电磁波的折射指数。

群速度是才是能量传递的速度,

群速度就是多个不同频率的波组成的波包移动的速度。

是波包携带能量。

因为单色波到目前为止是造不出来的。

所以自然界的电磁波都是以群速度来传递能量。

群速度不能超过光速,

但是相速度可以超过光速。

电磁波的相速可以超过光速吗?

16楼:匿名用户

波导中的相速又叫视在相速,不是真正的相速,是等效的相速。因为电磁波在波导中是曲折传播的,所以按照相位波前在z方向的投影来看,z方向等效的相速确实是大于光速的,但这只是一个分量,还有一个分量是小于光速的。所以,整体来说,真正的相速仍然等于光速(空气波导)。

有什么不明白的可以继续提问。

17楼:匿名用户

德布罗意波超光速很奇怪吗?

没有质量和信息的物质可以超光速

18楼:

相速可以超光速,但是相速不能传递任何信息,所以没有任何意义。

爱因斯坦说的不能超光速是群速,群速是肯定不能超光速的。

19楼:荆蝶束香春

无法理解,就目前的物理理论,

没有物体的速度能够大于光速!