相速度 〈Phase Velocity〉
相速度(Phase Velocity)
國立彰化師範大學物理系侯院武/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
相速度是指波在空間中傳播的相位的速度。波中的每一相位均依照這個速度前進,相速度可用波長λ和週期T的方式來表示:vp=λ/T,或者用角頻率ω和波數k來表示:vp= ω/k。在一色散的介質中,相速度隨頻率而改變,但群速度則非如此,群速度隨著振幅的大小而改變。電磁波之相速度在某些情形下會超越真空時的光速,但這並 未指出任意超發光體能量轉移的訊息。物理學家Arnold Sommerfeld及Leon Brillouin對這些現象提出理論性的描述。
物質波相
在量子力學領域粒子也有波的行為,藉由de Broglie的假說,我們得到
從能量與動量的相對論關係我們可以得到
E為粒子的總能量(靜止能量加動能)、p為動量、γ為Lorentz因子、β則為速度對光速的比值。變數v可為粒子速度或是物質波的群速度,根據狹義相對論有質量之粒子的速度v<c。因此物質波的相速度總是大於光速c;即vp>c 。當粒子速度在相對論的範圍內,相速度將會趨近於光速;超發光體的相速度並未違背狹義相對論。
國立彰化師範大學物理系侯院武/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
相速度是指波在空間中傳播的相位的速度。波中的每一相位均依照這個速度前進,相速度可用波長λ和週期T的方式來表示:vp=λ/T,或者用角頻率ω和波數k來表示:vp= ω/k。在一色散的介質中,相速度隨頻率而改變,但群速度則非如此,群速度隨著振幅的大小而改變。電磁波之相速度在某些情形下會超越真空時的光速,但這並 未指出任意超發光體能量轉移的訊息。物理學家Arnold Sommerfeld及Leon Brillouin對這些現象提出理論性的描述。
物質波相
在量子力學領域粒子也有波的行為,藉由de Broglie的假說,我們得到
從能量與動量的相對論關係我們可以得到
E為粒子的總能量(靜止能量加動能)、p為動量、γ為Lorentz因子、β則為速度對光速的比值。變數v可為粒子速度或是物質波的群速度,根據狹義相對論有質量之粒子的速度v<c。因此物質波的相速度總是大於光速c;即vp>c 。當粒子速度在相對論的範圍內,相速度將會趨近於光速;超發光體的相速度並未違背狹義相對論。
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