Вы здесь

Значение слова "групповая скорость"

Групповая скорость — это величина, характеризующая скорость распространения «группы волн» — то есть более или менее хорошо локализованной квазимонохроматической волны (волны с достаточно узким спектром). Обычно интерпретируется как скорость перемещения максимума амплитудной огибающей квазимонохроматического волнового пакета (или цуга волн). В случае рассмотрения распространения волн в пространстве размерностью больше единицы подразумевается как правило волновой пакет близкий по форме к плоской волне.



Групповая скорость во многих важных случаях определяет скорость переноса энергии и информации квазисинусоидальной волной (хотя это утверждение в общем случае требует серьёзных уточнений и оговорок).



Групповая скорость определяется динамикой физической системы, в которой распространяется волна (конкретной среды, конкретного поля итп). В большинстве случаев подразумевается линейность этой системы (точно или приближенно).



Для одномерных волн групповая скорость вычисляется из закона дисперсии:























v







g



r











=



d



ω







/







d



k











{\displaystyle v_{gr}=d\omega /dk}



,



где















ω











{\displaystyle \omega }



— угловая частота,















k











{\displaystyle k}



— волновое число.



Групповая скорость волн в пространстве (например, трехмерном или двумерном) определяется градиентом частоты по волновому вектору



























k



























{\displaystyle {\vec {k}}}



:



































v























g



r











=























k























ω











{\displaystyle {\vec {v}}_{gr}=\nabla _{\vec {k}}\omega }







или (для трехмерного пространства):



















(







v







g



r















)







x











=







ω







/















k







x











,











{\displaystyle (v_{gr})_{x}=\partial \omega /\partial k_{x},}























(







v







g



r















)







y











=







ω







/















k







y











,











{\displaystyle (v_{gr})_{y}=\partial \omega /\partial k_{y},}























(







v







g



r















)







z











=







ω







/















k







z











.











{\displaystyle (v_{gr})_{z}=\partial \omega /\partial k_{z}.}







Замечание: групповая скорость вообще говоря зависит от волнового вектора (в одномерном случае — от волнового числа), то есть вообще говоря различна для разной величины и для разных направлений волнового вектора.

Источник: Wipedia.org