ГРУППОВА́Я СКО́РОСТЬ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ГРУППОВА́Я СКО́РОСТЬ, скорость распространения группы (цуга) волн, образующих в каждый момент времени локализованный в пространстве волновой пакет, представляющий собой набор монохроматич. волн с разными, но близкими частотами. Понятие Г. с. относится к квазимонохроматич. волнам, амплитуда и фаза которых меняются во времени почти по синусоидальному закону. В средах без дисперсии скорость распространения таких волн (т. н. фазовая скорость vф) одинакова. В этих условиях волновой пакет распространяется как строго стационарная волна с постоянной скоростью. В средах с дисперсией волн фазовые скорости волн, формирующих волновой пакет, различаются и форма огибающей искажается. Однако для сигналов с узким спектром фазовые скорости различаются мало, и на небольших расстояниях огибающая распространяется, не меняя своей формы, с некоторой скоростью, которая и является Г. с. vгр. Среды, в которых vф≫vгр, называют средами с нормальной (отрицательной) дисперсией; среды, в которых vф≪vгр, называют средами с аномальной (положительной) дисперсией. Одни и те же среды могут обладать и положительной, и отрицательной дисперсией в разл. частотных диапазонах. Для электромагнитных волн изотропная плазма является средой с нормальной дисперсией, а капиллярные волны на поверхности воды обладают аномальной дисперсией (для этих волн Г. с. превышает фазовую в 2 раза).
Г. с. определяет направление и скорость передачи энергии волнами, а также скорость передачи информации. Понятие Г. с. играет важную роль в физике и технике, поскольку на него опираются все методы измерения скоростей и расстояний, связанные с запаздыванием сигналов. Г. с. используют при измерении дальности в гидро- и радиолокации, при зондировании ионосферы, в системах управления космич. объектами и т. д. Согласно относительности теории, Г. с. не может превышать по величине скорость распространения света в вакууме.