Mikä on vaiheen nopeus?

Kun tutkitaan aaltojen nopeutta tai kuinka nopeasti aallot liikkuvat, voidaan laskea kaksi eri tyyppiä, jotka ovat vaiheen nopeus ja ryhmän nopeus. Vaiheen nopeus mittaa yksittäisen aallon nopeuden, kun taas ryhmän nopeus mittaa aallonpaketin tai verhokäyrän nopeutta. Aaltopaketti on ryhmä aaltoja, jotka liikkuvat yhtenä yksikkönä ja voidaan siten mitata yhtenä kokonaisuutena.

Nopeus lasketaan mittaamalla tietyn ajan kuluessa siirretty matka. Vaiheen nopeuden mittaamiseen kuuluu etäisyyden mittaaminen, jonka yksi aallonpituus liikkuu tietyn ajanjakson aikana. Aallonpituus on etäisyys yhden aallon harjasta tai huipusta seuraavan aallon harjaan. Vaihe- ja ryhmänopeuksien ei tarvitse olla samat aaltopaketissa.

Vaiheen ja ryhmän nopeuksien välillä voidaan havaita useita erilaisia ​​suhteita. Kun vaihe- ja ryhmänopeudet ovat samat, jokainen komponenttiaalto liikkuu koko paketin mukana tai aaltomuoto liikkuu yhtenä yksikkönä. Jos vaiheen nopeus on yhtä suuri kuin ryhmän negatiivinen nopeus, komponentti -aallot liikkuvat vastakkaiseen suuntaan kuin aaltopaketti.

Vaiheen ja ryhmän nopeudet voivat myös olla toisiaan suurempia tai pienempiä. Aallot, joiden vaiheen nopeus on suurempi kuin ryhmän nopeus, liikkuvat nopeammin kuin kirjekuori. Päinvastoin, kun ryhmän nopeus on suurempi. Tässä tapauksessa komponenttiaallot liikkuvat hitaammin kuin koko kirjekuori.

Edellä mainittujen skenaarioiden lisäksi joko vaiheen nopeus tai ryhmän nopeus voivat olla nolla. Kun näin tapahtuu, joko komponentti- tai aaltopaketti on paikallaan. Kun vaiheen nopeus on nolla, aaltopaketti liikkuu paikallaan olevien aaltojen yli. Ryhmän nopeus nolla tarkoittaa, että verho on paikallaan ja komponenttiaallot liikkuvat sen läpi.

Vaiheen nopeus vaihtelee erityyppisille materiaaleille. Tämä johtuu siitä, että väliaineen ominaisuuksilla on merkitystä, joten valo-, ääni- ja aallot eri nesteissä voivat reagoida eri tavalla. Myös aaltojen taajuus voi vaikuttaa suoraan vaiheen nopeuteen, koska eri aaltojen taajuudet kulkevat yleensä eri nopeuksilla. Aaltojen vaiheen nopeus voidaan mitata myös tyhjiössä. Tämä on otettava huomioon, koska tyhjiön läpäisevyys ja läpäisevyys vaikuttavat suoraan mitattavan väliaineen faasi- ja ryhmänopeuksiin.