Skillnad mellan fashastighet och grupphastighet

Huvudskillnad - Fashastighet mot grupphastighet

Enligt kvantfysiken beter sig partiklar ibland som vågor. I vissa fall beter sig vågor som partiklar. Denna egenskap av partiklar och vågor är känd som vågpartikeldualiteten. Denna dubbla natur av partiklar och vågor tillåter oss att representera en partikel i vågor. Baserat på detta koncept används vågor för att representera partiklar eftersom det är ett viktigt steg när vi hanterar partiklar i kvantfysik. Vi måste dock lägga till många vågor, med olika vinkelfrekvenser och amplituder på speciella sätt, för att få ett vågpaket som representerar en partikel. Inom detta koncept finns två typer av hastigheter, nämligen fashastighet och grupphastighet. Dessa två kvantiteter har mycket olika och särskilda definitioner och egenskaper. De huvudskillnad mellan fashastighet och grupphastighet är det Fashastigheten är större än grupphastigheten i ett normalt medium. I den här artikeln försöker man differentiera dessa skillnader i detalj.

Vad är grupphastighet

För att förstå arten av grupphastigheten, låt oss överväga en tävling. Vid ett visst ögonblick är hastigheten hos en viss löpare annorlunda i förhållande till andra. Helt enkelt är hastigheten hos varje enskild löpare inom gruppen annorlunda. Men de löper inom en grupp. Hastigheten vid vilken grupp löpare rör sig kan betraktas som grupphastigheten i detta enkla exempel.

I kvantfysik kommer tanken på grupphastighet med tanken på vågpaket eller pulser. Ett vågpaket kan erhållas genom att lägga upp många vågor med olika vågnummer och amplitud. Så kan positionen hos en partikel lokaliseras inom en specifik region genom att använda ett sådant vågpaket som representerar en partikel. Den resulterande amplituden för ett vågpaket skiljer sig åt med x som visas i fig 1. Ändå är denna vågpaket en kombination av många vågor. Det resulterande vågpaketet representerar partikeln och det är en grupp med många vågor. Så i denna modell är partikelns hastighet lika med hastigheten hos vågpaketet. Med andra ord är partikelhastigheten lika med gruppen av vågorna med vilka vågpaketet är tillverkat av. Hastigheten hos gruppen eller vågpaketet kallas grupphastigheten. Grupphastigheten kan uttryckas matematiskt som v_g = Dω / dk.Det är den hastighet med vilken partikeln rör sig.

Monokromatiska harmoniska vågor kan inte bära information genom rymden. För att förmedla information behövs överlagring av många vågor som ger ett vågpaket.

Vad är fashastighet

Fashastigheten (våghastighet) av en våg är den hastighet med vilken någon given vågfas reser. Till exempel färdas punkten A i vågen (Fig: 02) med fashastigheten. Den ges av v_p= cok.

I ett vågpaket färdas bärvågan med fashastigheten. Men när vi behandlar ett partikel- eller vågpaket är fashastigheten inte viktig.

Förhållandet mellan fashastigheten och grupphastigheten beror på materialets materialegenskaper. I icke-dispersiva medier, sv_g = v_p. I normala dispersionsmedier, sv_g <v_p. Men i avvikande medier v_g> v_p.

I icke-dispersiva medier beror våghastighetens vågor inte på våglängden. Fashastigheten är sålunda lika med grupphastigheten. Fashastigheten är till exempel lika med grupphastigheten när ljudvågor rör sig genom luften eftersom luft är ett icke-dispersionsmedium för ljudvågor.

Skillnad mellan fashastighet och grupphastighet

Hastighet

Grupphastighet: I ett anomalt medium är grupphastigheten större än fashastigheten.

Fashastighet: I ett normalt medium är fashastigheten större än grupphastigheten.

Betydelse

Grupphastighet: Konceptet för grupphastighet är mycket viktigt när en partikel representeras av vågor.

Fashastighet: Fashastigheten är viktig när vi hanterar enskilda vågor.

I ett vågpaket

Grupphastighet: I ett vågpaket reser kuvertet med grupphastigheten.

Fashastighet: I ett vågpaket färdas bärvågan med fashastigheten.

Formel