光是一种电磁波，它在不同的介质中传播时，会受到介质的影响而产生色散现象，即光的速度和频率有关。光的速度有两种不同的定义，一种是相速度，一种是群速度。相速度表示的是光的电场和磁场在介质中传播的速度，而群速度则表示的是光信号在介质中整体传播的速度。相速度和群速度之间有什么关系呢？我们可以用一个简单的数学公式来
与折射率相似，群速度折射率（ng）被定义为真空中光速与介质中群速度的比值。在某些情况下，群速度甚至可能高于真空中的光速。但请注意，由于因果关系的限制，超光速的群速度并不意味着能够进行超光速的信息传输。此外，波导中的群速度、非线性传播时的群速度以及慢光等都是与群速度相关的研究热点。在波导如光纤中...
光的群速度：一种超越光速的奇妙现象 光在真空中的速度是科学界和普罗大众都所熟知的，即光速。光速的限制是一项相对论中的基本定律，认为没有物体的速度可以超过其速度。然而，在光中存在着一个超越光速的现象，那就是“光的群速度”。光的群速度是光波传输过程中群集速度的平均值，它并不等于光速。光的群速度...
在正常色散介质中（折射率随波长增大而减小），群速度 < 。此时：波包（如光脉冲）的整体能量传播...
1. **相速度**:表示波的相位传播速度,数学定义为角频率(ω)与波数(k)的比值,即 \( v_p = \frac{\omega}{k} \)。 2. **群速度**:描述波包(能量或信息)的传播速度,定义为角频率对波数的导数,即 \( v_g = \frac{d\omega}{dk} \)。 3. **瑞利公式**:揭示了群速度与相速度的关系。当介...
光在介质中传播时涉及两种速度概念，相速度与群速度的区分构成了波动现象研究的基础。相速度指单一频率简谐波的等相位面传播速率，数学表达式为v_p=ω/k，其中ω为角频率，k为波矢大小。群速度则描述波包整体传播速率，表达式为v_g=dω/dk，当存在频率色散时，这两种速度将呈现差异。英国物理学家瑞利在1877年《...
相速度定义为调幅波(Amplitude Modulated Wave)中任一等相位(Phase)处之前进速度;群速度定义为此调幅波之波包(Wave Packet,Wave Envelope)中任一等相位处之前进速度。相位或称相角(Phase Angle),等相位即相同之相位。一个全波长之相位,为2π,即360度。
从这个公式可以看出,如果光的频率和波数之间是线性关系,即ω=ak+b,那么相速度和群速度就相等。这种情况在真空中就成立,因为真空中光的折射率是常数,所以光在真空中没有色散现象。 但是,在有色散的介质中,光的频率和波数之间就不一定是线性关系了,这时候相速度和群速度就会有差...
群速度(group velocity) 群速度(group velocity) 定义: 弱的窄带光脉冲包络在介质中的传播速度。 符号: vg 光在介质中的群速度被定义为波数相对于角频率的导数的倒数: 其中n(ω)为折射率,而ng为群速度折射率。波数k指的是单位长度的相位变化。 群速度指的是个脉冲的包络在介质中的传播速度,假设这个脉冲...
光的相速度和群速度 §7.1.3.光的相速度和群速度 •“单色平面波”——沿传播方向的无限长波列 EE0cos(tkr),2,k22,vcc.T nnv nr n:介质中波长,v:位相传播速度.一.相速 由:t-kr=常数,即dt-kdr=0 得 ...