Perbedaan antara kecepatan fase dan kecepatan kelompok

Kecepatan fase vs kecepatan kelompok

Kecepatan fase dan kecepatan kelompok adalah dua konsep yang sangat penting dalam fisika. Mereka memainkan peran penting dalam bidang seperti mekanika gelombang, optik, mekanika kuantum dan bahkan rekayasa suara. Sangat penting untuk memiliki pemahaman yang solid dalam kecepatan fase dan kecepatan kelompok untuk unggul di bidang tersebut. Dalam artikel ini, kita akan membahas kecepatan fase dan kecepatan grup, definisi kecepatan kelompok dan kecepatan fase, aplikasi mereka, kesamaannya dan akhirnya perbedaan antara keduanya.

Apa itu kecepatan fase?

Kecepatan fase adalah konsep yang dibahas dalam propagasi gelombang. Kecepatan fase gelombang adalah kecepatan "fase" yang merambat. Untuk klarifikasi, asumsikan puncak gelombang, yang melaju ke arah x sumbu. Kecepatan fase adalah komponen x dari kecepatan titik yang dipilih di puncak. Ini juga dapat diperoleh dengan membagi panjang gelombang dengan waktu yang dibutuhkan untuk panjang gelombang tunggal untuk melewati titik yang dipilih. Waktu ini sama dengan periode osilasi, yang menyebabkan gelombang. Sekarang pertimbangkan gelombang sinus standar A Sin (WT - KX), di mana W adalah kecepatan sudut sumber, t adalah waktu, k adalah angka gelombang (jumlah panjang gelombang lengkap per panjang 2π), dan x adalah posisinya pada sumbu x. Di puncak, WT - KX sama dengan nol. Oleh karena itu, kecepatan fase (x / t) sama dengan w / k. Secara matematis, nilai p = wt - kx adalah fase gelombang.

Apa itu kecepatan kelompok?

Kecepatan kelompok dibahas di bawah superposisi gelombang. Untuk memahami kecepatan kelompok, kita harus terlebih dahulu memahami konsep superposisi. Ketika dua gelombang saling mencegat di ruang angkasa, osilasi yang dihasilkan agak kompleks dari perilaku sinus. Partikel pada suatu titik berosilasi dengan berbagai amplitudo. Amplitudo maksimum adalah unison dari dua amplitudo dari gelombang asli. Amplitudo minimum adalah perbedaan minimum antara dua amplitudo asli. Jika kedua amplitudo sama, maksimum adalah dua kali amplitudo dan minimum nol. Demi kejelasan, mari kita asumsikan bahwa kedua gelombang yang dimodulasi memiliki amplitudo yang sama dan frekuensi yang berbeda. Ini menyebabkan gelombang dengan frekuensi yang lebih tinggi diselimuti gelombang dengan frekuensi yang lebih rendah. Ini menyebabkan sekelompok gelombang yang dikemas dalam amplop. Kecepatan amplop ini adalah kecepatan kelompok gelombang. Harus dicatat bahwa, untuk gelombang berdiri, kecepatan kelompok adalah nol. Agar kecepatan kelompok menjadi nol kedua gelombang harus memiliki frekuensi yang sama dan mereka harus memiliki arah perjalanan yang berlawanan.