Différence entre la vitesse de phase et la vitesse du groupe

Vitesse de phase vs vitesse de groupe

La vitesse de phase et la vitesse du groupe sont deux concepts très importants en physique. Ils jouent un rôle essentiel dans des domaines tels que la mécanique des vagues, l'optique, la mécanique quantique et même l'ingénierie du son. Il est essentiel d'avoir une compréhension solide à la fois dans la vitesse de phase et la vitesse du groupe afin d'exceller dans de tels domaines. Dans cet article, nous allons discuter de la vitesse de phase et de la vitesse du groupe, des définitions de la vitesse du groupe et de la vitesse de phase, leurs applications, leurs similitudes et enfin la différence entre ces deux.

Qu'est-ce que la vitesse de phase?

La vitesse de phase est un concept discuté dans la propagation des vagues. La vitesse de phase d'une vague est la vitesse d'une «phase» qui se propage. Pour plus de clarification, supposons une crête d'une vague qui se déplace dans la direction x de l'axe. La vitesse de phase est la composante x de la vitesse du point sélectionné à la crête. Cela peut également être obtenu en divisant la longueur d'onde par le temps pris pour une seule longueur d'onde pour passer un point sélectionné. Cette fois est égale à la période de l'oscillation, qui provoque la vague. Considérons maintenant une onde sinusoïdale standard un péché (wt - kx), où w est la vitesse angulaire de la source, t est le temps, k est le nombre d'ondes (nombre de longueurs d'onde complètes par longueur de 2π), et x est la position sur l'axe x. À la crête, Wt - KX est égal à zéro. Par conséquent, la vitesse de phase (x / t) est égale à w / k. Mathématiquement, la valeur p = wt - kx est la phase de l'onde.

Qu'est-ce que la vitesse de groupe?

La vitesse de groupe est discutée sous la superposition des vagues. Pour comprendre la vitesse du groupe, il faut d'abord comprendre le concept de superposition. Lorsque deux vagues s'interceptent dans l'espace, l'oscillation résultante est quelque peu complexe que le comportement sinusoïdal. La particule à un point oscille avec des amplitudes variables. L'amplitude maximale est la l'unisson des deux amplitudes des vagues d'origine. L'amplitude minimale est la différence minimale entre les deux amplitudes d'origine. Si les deux amplitudes sont égales, le maximum est le double de l'amplitude et le minimum est nul. Par souci de clarté, supposons que les deux vagues modulées sont de la même amplitude et différentes fréquences. Cela fait envelopper l'onde avec la fréquence plus élevée dans l'onde avec la fréquence inférieure. Cela provoque un groupe de vagues emballées dans une enveloppe. La vitesse de cette enveloppe est la vitesse de groupe de l'onde. Il faut noter que, pour une onde debout, la vitesse du groupe est nulle. Pour que la vitesse du groupe soit nulle, les deux vagues doivent être de la même fréquence et ils doivent avoir des directions opposées de voyage.